【摘要】：支架置入術是解決血管狹窄類疾病的有效途徑之一。對于鐵基可降解支架材料主要問題在于降解速率過慢。以Zn作為第二組元進行合金化是改善鐵基材料降解性能的可選策略。由于Fe、Zn熔點相差較大,傳統(tǒng)冶金方法難以制得,因此采用電沉積技術制備出了Fe-Zn合金,但該類合金存在含O量高、內應力大、易脆斷等問題。本研究在原氯鹽鍍液體系基礎之上,重新設計了含有硼酸(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,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值對電沉積Fe-Zn合金成分、組織和力學性能的影響。在此過程中,利用納米壓痕法測試不同C_6H_4SO_2NNaCO·2H_2O含量下獲得的Fe-Zn合金鍍層內應力,利用循環(huán)伏安法對含有不同C_6H_5Na_3O_7·2H_2O濃度和不同pH值的基礎溶液進行了電化學測試分析,以深入理解Fe~(2+)、Zn~(2+)的共沉積機理。最后,利用極化曲線和模擬體液(Simulated body fluid,SBF)靜態(tài)浸泡實驗對不同組織Fe-Zn合金的腐蝕特性進行了初步的對比測試,以探討沉積層組織與其降解性能的關系。結果發(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元素氧的含量,隨著二者含量提高,含氧量進一步降低。鍍液中C_6H_8O_6、C_6H_4SO_2NNaCO·2H_2O含量為5 g/L、1.9 g/L時鍍層質量較好,含氧量和殘余應力較低。保持溶液的pH為2.35,當C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量低于5.147 g/L時,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C_6H_5Na_3O_7·2H_2O含量高于5.147 g/L,合金為細晶組織,硬度增大,同時內應力較大,易脆裂。當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,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。對含有不同C_6H_5Na_3O_7·2H_2O濃度及不同pH值的基礎溶液進行循環(huán)伏安法測試表明,隨著C_6H_5Na_3O_7·2H_2O的加入,主要使Fe~(2+)析出電位負移,更接近Zn~(2+)的析出電位,有利于Fe-Zn共沉積的進行。溶液pH對金屬離子沉積電位的影響,主要是通過影響C_6H_5Na_3O_7·2H_2O的解離形式或絡合強度來實現(xiàn)的。動電位極化曲線和模擬體液靜態(tài)浸泡實驗結果則顯示,隨著晶粒的細化及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)。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;TQ153

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本文編號：2708587