生物醫(yī)用鎂合金因具有與人骨接近的密度和彈性模量、良好的可降解性和生物相容性以及沒有炎癥反應(yīng)等優(yōu)勢,成為最有發(fā)展?jié)摿Φ目山到饨饘倩锊牧�。但因其在人體內(nèi)腐蝕速率過快,且與愈合骨的力學(xué)性能不匹配等問題而限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。針對此問題,本文選取ZK61鎂合金粉為基體,β-磷酸三鈣（β-Ca3（PO4）2,簡稱β-TCP）為增強(qiáng)相,采用高能球磨混粉和放電等離子燒結(jié)技術(shù)（SPS）制備了ZK61/β-TCP生物復(fù)合材料,以期改善鎂合金的力學(xué)性能和腐蝕性能。本課題研究了不同含量β-TCP（x=0,5,10,15 wt.%）對其微觀組織、力學(xué)性能、腐蝕性能和細(xì)胞毒性的影響,并對比分析了ZK61/5β-TCP復(fù)合材料熱擠壓前后組織及性能。研究結(jié)果表明:ZK61/xβ-TCP（x=0,5,10,15 wt.%）復(fù)合材料由Mg相、Mg0.97Zn0.03相和β-TCP相組成,其致密度隨β-TCP含量的增加有所下降,但都超過90%;β-TCP的添加起到了強(qiáng)化作用,維氏硬度和抗壓強(qiáng)度隨β-TCP含量的增加而增加,抗壓強(qiáng)度最大達(dá)到402±9 MPa;但是β-TCP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時試樣的壓縮應(yīng)變最大,達(dá)到... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鎂合金作為生物醫(yī)用材料的研究
        1.2.1 生物鎂合金的優(yōu)勢
        1.2.2 生物鎂合金的應(yīng)用分類
        1.2.3 鎂及鎂合金的腐蝕問題
        1.2.4 提高生物鎂合金材料耐蝕性的方法
    1.3 生物鎂基復(fù)合材料的研究
        1.3.1 合金元素的選擇
        1.3.2 生物陶瓷的選擇
        1.3.3 生物鎂基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題的研究意義和目的
    1.5 本課題的研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第二章 材料制備及研究方法
    2.1 試驗原材料
    2.2 試樣制備
        2.2.1 球磨混粉
        2.2.2 放電等離子爐燒結(jié)
        2.2.3 熱擠壓處理
    2.3 微觀組織觀察
    2.4 力學(xué)性能測試
        2.4.1 致密度測試
        2.4.2 維氏硬度測試
        2.4.3 抗壓性能測試
        2.4.4 抗彎強(qiáng)度測試
        2.4.5 拉伸試驗測試
    2.5 腐蝕性能測試
        2.5.1 配置模擬體液
        2.5.2 體外析氫試驗
        2.5.3 電化學(xué)腐蝕試驗
    2.6 細(xì)胞毒性測試
        2.6.1 制備浸提液
        2.6.2 細(xì)胞培養(yǎng)及檢測
    2.7 本章小結(jié)
第三章 β-TCP含量對ZK61/β-TCP力學(xué)性能和組織的影響
    3.1 引言
    3.2 復(fù)合材料的微觀組織分析
        3.2.1 粉體表征
        3.2.2 復(fù)合材料金相分析
        3.2.3 掃描電子顯微鏡及能譜分析
        3.2.4 X射線衍射分析
    3.3 力學(xué)性能分析
        3.3.1 復(fù)合材料的維氏硬度分析
        3.3.2 復(fù)合材料的抗壓、抗彎性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 β-TCP含量對ZK61/β-TCP腐蝕性能影響
    4.1 引言
    4.2 析氫試驗結(jié)果分析
        4.2.1 析氫結(jié)果
        4.2.2 腐蝕形貌
        4.2.3 腐蝕機(jī)理
    4.3 電化學(xué)腐蝕結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 ZK61/β-TCP復(fù)合材料細(xì)胞毒性實驗
    5.1 引言
    5.2 細(xì)胞毒性試驗結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 熱擠壓對ZK61/β-TCP復(fù)合材料的影響
    6.1 引言
    6.2 熱擠壓后的微觀組織
    6.3 熱擠壓后的力學(xué)性能
    6.4 熱擠壓后的電化學(xué)腐蝕性能
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物可降解金屬材料體外腐蝕測試體系綜述(英文)[J]. 甄珍,奚廷斐,鄭玉峰.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(08)
[2]Preparation of calcium phosphate coatings on Mg-1.0Ca alloy[J]. 張春艷,曾榮昌,陳榮石,劉成龍,高家誠.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(S2)
[3]可降解AZ31鎂合金支架在兔腹主動脈的降解性能研究[J]. 李海偉,徐克,楊柯,劉靜,張炳春,夏永輝,鄭豐,韓洪波,譚麗麗,洪鐸,顏廷亭.  介入放射學(xué)雜志. 2010(04)
[4]AZ91D鎂合金表面復(fù)合鍍層局部腐蝕現(xiàn)象解析及化學(xué)鍍Ni-P-Cu的研究[J]. 沈波,任玉平,楊中東,裴文利,王繼杰,樊占國,秦高梧.  沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2009(03)
[5]生物陶瓷材料在骨組織工程中的應(yīng)用[J]. 劉齊海,崔磊.  組織工程與重建外科雜志. 2009(02)
[6]REVIEW ON RESEARCH AND DEVELOPMENT OF MAGNESIUM ALLOYS[J]. G.W. Lorimer,J. Robson.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2008(05)
[7]Corrosion behavior of Mg and Mg-Zn alloys in simulated body fluid[J]. 高家誠,伍沙,喬麗英,王勇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(03)
[8]多孔鎂作為新型骨組織工程材料的研究探索[J]. 耿芳,譚麗麗,張炳春,鄭豐,楊柯.  材料導(dǎo)報. 2007(05)
[9]多孔生物鎂的制備與力學(xué)性能研究[J]. 沈劍,鳳儀,王松林,徐屹,張學(xué)斌.  金屬功能材料. 2006(03)
[10]鎂合金的腐蝕研究現(xiàn)狀與防護(hù)途徑[J]. 李冠群,吳國華,樊昱,丁文江.  材料導(dǎo)報. 2005(11)

博士論文
[1]放電等離子燒結(jié)Ni3Al及其復(fù)合材料的高溫壓縮與抗氧化性能[D]. 曹國劍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]放電等離子燒結(jié)Mg-Zn/HAp生物復(fù)合材料的組織及性能研究[D]. 程林信.太原理工大學(xué) 2016
[2]生物醫(yī)用Mg-Zn-Zr合金體內(nèi)外腐蝕降解機(jī)理的研究[D]. 畢衍澤.天津理工大學(xué) 2013
[3]生物可降解HA/Mg-Zn-Zr系列復(fù)合材料研究[D]. 曹耿華.天津理工大學(xué) 2012
[4]ZK60鎂合金熱擠壓變形組織及力學(xué)性能的研究[D]. 林巍.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號：3485735