【摘要】：支架置入術(shù)是解決血管狹窄類疾病的有效途徑之一。對(duì)于鐵基可降解支架材料主要問(wèn)題在于降解速率過(guò)慢。以Zn作為第二組元進(jìn)行合金化是改善鐵基材料降解性能的可選策略。由于Fe、Zn熔點(diǎn)相差較大,傳統(tǒng)冶金方法難以制得,因此采用電沉積技術(shù)制備出了Fe-Zn合金,但該類合金存在含O量高、內(nèi)應(yīng)力大、易脆斷等問(wèn)題。本研究在原氯鹽鍍液體系基礎(chǔ)之上,重新設(shè)計(jì)了含有硼酸(H_3BO_3)和丙二酸(C_3H_4O_4)添加劑的新型Fe-Zn電沉積溶液。同時(shí),還考察了該體系中抗壞血酸(C_6H_8O_6)、糖精鈉(C_6H_4SO_2NNaCO·2H_2O)、檸檬酸三鈉(C_6H_5Na_3O_7·2H_2O)濃度和溶液pH值對(duì)電沉積Fe-Zn合金成分、組織和力學(xué)性能的影響。在此過(guò)程中,利用納米壓痕法測(cè)試不同C_6H_4SO_2NNaCO·2H_2O含量下獲得的Fe-Zn合金鍍層內(nèi)應(yīng)力,利用循環(huán)伏安法對(duì)含有不同C_6H_5Na_3O_7·2H_2O濃度和不同pH值的基礎(chǔ)溶液進(jìn)行了電化學(xué)測(cè)試分析,以深入理解Fe~(2+)、Zn~(2+)的共沉積機(jī)理。最后,利用極化曲線和模擬體液(Simulated body fluid,SBF)靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)對(duì)不同組織Fe-Zn合金的腐蝕特性進(jìn)行了初步的對(duì)比測(cè)試,以探討沉積層組織與其降解性能的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在體系中加入30 g/L的H_3BO_3和5.203 g/L的C_3H_4O_4能夠控制合金中雜質(zhì)元素氧的含量,隨著二者含量提高,含氧量進(jìn)一步降低。鍍液中C_6H_8O_6、C_6H_4SO_2NNaCO·2H_2O含量為5 g/L、1.9 g/L時(shí)鍍層質(zhì)量較好,含氧量和殘余應(yīng)力較低。保持溶液的pH為2.35,當(dāng)C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量低于5.147 g/L時(shí),沉積出的合金組織為柱狀晶組織,硬度較低,且具有(211)擇優(yōu)取向;當(dāng)C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量高于5.147 g/L,合金為細(xì)晶組織,硬度增大,同時(shí)內(nèi)應(yīng)力較大,易脆裂。當(dāng)C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量為4.412g/L,pH值升高至2.70,或者C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量為5.882 g/L,pH值升高至2.20時(shí),合金顯微組織的變化規(guī)律與C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量由低變高的變化規(guī)律相似。對(duì)含有不同C_6H_5Na_3O_7·2H_2O濃度及不同pH值的基礎(chǔ)溶液進(jìn)行循環(huán)伏安法測(cè)試表明,隨著C_6H_5Na_3O_7·2H_2O的加入,主要使Fe~(2+)析出電位負(fù)移,更接近Zn~(2+)的析出電位,有利于Fe-Zn共沉積的進(jìn)行。溶液pH對(duì)金屬離子沉積電位的影響,主要是通過(guò)影響C_6H_5Na_3O_7·2H_2O的解離形式或絡(luò)合強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)電位極化曲線和模擬體液靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果則顯示,隨著晶粒的細(xì)化及Zn、O元素的增加,合金自腐蝕電位由 0.45 V降低至 0.52 V,降解速度由0.358 mg/(cm~2·d)增加至1.258 mg/(cm~2·d)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318.08;TQ153

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本文編號(hào)：2708587