本文關(guān)鍵詞：新型生物醫(yī)用鋅合金材料成分設(shè)計及性能研究

  更多相關(guān)文章： 鋅合金 腐蝕 擠壓加工 生物降解性

【摘要】：鋅及其合金因具有良好的生物相容性和適宜的腐蝕速率,被認為是21世紀最具潛力的可降解生物材料,引起了國內(nèi)外學者高度重視。鋅合金作為可降解生物材料主要存在的不足是其力學性能較差,因此提高鋅合金的力學性能成為了醫(yī)用鋅合金走向應用的助推器。本文設(shè)計了不同成分的鋅鎂二元合金和鋅鎂鈣三元合金,并對鋅鎂鈣三元合金進行擠壓處理以提高其力學性能。利用金相、硬度、拉伸、電化學測試、失重率測試以及生物相容性測試等方法來評價合金的綜合性能,并對合金元素強化機制及合金在模擬體液(PBS)中的腐蝕行為進行了對比研究。由鋅鎂二元合金組織研究發(fā)現(xiàn),鋅鎂二元合金在熔煉過程中極易發(fā)生不平衡結(jié)晶。當鎂的質(zhì)量百分含量低于2%時,合金由α-Zn相和由α-Zn與Mg2Zn11所構(gòu)成的共晶相組成;當鎂含量高于2%時合金主要由α-Zn相和α-Zn與MgZn2相所構(gòu)成的包晶組織組成;當鎂的質(zhì)量百分含量為2%時合金中有α-Zn相、部分包晶組織以及α-Zn與MgZn2組成的偽共晶組織組成。鋅鎂二元合金的硬度隨著鎂含量的增加而增大。電化學測試結(jié)果表明ZnMg2的電化學耐腐蝕性能最佳。鋅鎂鈣三元合金的組織研究表明,鑄態(tài)合金存在嚴重的組織偏析,經(jīng)過擠壓變形后這種組織偏析基本被消除。鋅鎂鈣的電化腐蝕性能研究表明,鑄態(tài)合金的電化學性能受組織偏析影響較大,合金元素對電化性能的影響表現(xiàn)不明顯。經(jīng)過擠壓變形后,鎂元素對合金的電學化學性能影響不大,鈣元素在鎂含量較低時有利于提高合金的耐蝕性能,而且擠壓態(tài)合金的耐腐蝕性能明顯比鑄態(tài)好。拉伸實驗結(jié)果表明,隨著鎂含量增加,抗拉強度明顯提高;鋅鎂鈣三元合金的抗拉強度最大值為440.5MPa,屈服強度最高為169.5MPa,斷后延伸率最大為6.08%。鋅鎂鈣的浸泡實驗表明,鈣元素能有效降低合金的降解速率。生物相容性實驗結(jié)果表明,鋅合金對L-929小鼠成纖細胞呈現(xiàn)無毒的特性,同時低濃度的合金離子可促進小鼠成纖細胞的生長。
【關(guān)鍵詞】：鋅合金 腐蝕 擠壓加工 生物降解性
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R318.08;TG146.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 生物材料的發(fā)展進程9-10
• 1.2 金屬基可降解生物材料的研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 鐵基可降解生物材料的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 鎂基可降解生物材料的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 鋅基可降解生物材料的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本課題的研究目的及意義17-19
• 2 實驗方法及內(nèi)容19-25
• 2.1 實驗材料及制備19
• 2.2 合金組織及物相分析19-20
• 2.3 鋅合金力學性能分析20
• 2.4 鋅合金腐蝕性能測試20-22
• 2.5 生相容性測試22-25
• 2.5.1 浸提液制備23
• 2.5.2 細胞傳代23
• 2.5.3 細胞培養(yǎng)及結(jié)果觀察23-25
• 3 Zn-Mg二元合金組織及性能研究25-35
• 3.1 鋅鎂二元合金化學成分分析25
• 3.2 鋅鎂二元合金物相分析25-27
• 3.3 鋅鎂二元合金微觀組織分析27-30
• 3.4 鋅鎂二元合金力學性能分析30-31
• 3.5 鋅鎂二元合金生物降解性能分析31-33
• 3.6 本章小結(jié)33-35
• 4 鋅鎂中間化合物性能研究35-44
• 4.1 鑄態(tài)鋅鎂合金成分及組織分析35-36
• 4.2 鋅鎂合金經(jīng)不同熱處理后的物相組成36-37
• 4.3 熱處理后鋅鎂合金的微觀組織分析37-40
• 4.4 鋅鎂合金的力學性能測試40-41
• 4.5 鋅鎂中間合金腐蝕性能測試41-43
• 4.6 本章小結(jié)43-44
• 5 鑄態(tài)Zn-Mg-Ca三元合金組織及性能研究44-57
• 5.1 鑄態(tài)鋅鎂鈣合金的成分設(shè)計及物相分析44-45
• 5.2 鈣含量對鑄態(tài)鋅鎂鈣合金微觀組織形貌的影響45-50
• 5.2.1 鈣對合金晶粒尺寸的影響46-47
• 5.2.2 鈣對鋅鎂鈣合金組織結(jié)構(gòu)及成分的影響47-50
• 5.3 鋅鎂鈣三元合金電化學腐蝕研究50-53
• 5.3.1 鋅鎂鈣三元合金的電化極化分析50-51
• 5.3.2 鋅鎂鈣三元合金的電化學阻抗譜分析51-53
• 5.4 鋅鎂鈣三元合金硬度分析53-54
• 5.5 鋅鎂鈣三元合金的生物相容性研究54-55
• 5.6 本章小結(jié)55-57
• 6 擠壓工藝對鋅鎂鈣合金組織及性能的影響57-73
• 6.1 擠壓工藝對鋅鎂鈣合金相組成的影響57
• 6.2 擠壓工藝對鋅鎂鈣合金微觀組織的影響57-60
• 6.3 擠壓態(tài)鋅鎂鈣合金電化學性能研究60-63
• 6.3.1 擠壓態(tài)鋅鎂鈣合金極化曲線研究60-62
• 6.3.2 擠壓態(tài)鋅鎂鈣三元合金電化學阻抗譜研究62-63
• 6.4 擠壓態(tài)鋅鎂鈣三元合金力學性能研究63-65
• 6.4.1 擠壓態(tài)鋅鎂鈣合金硬度分析63-64
• 6.4.2 擠壓態(tài)鋅鎂鈣合金拉伸性能64-65
• 6.5 擠壓態(tài)鋅鎂鈣合金在PBS溶液中的腐蝕行為65-70
• 6.5.1 失重率的研究65-66
• 6.5.2 腐蝕產(chǎn)物物相組成分析66-68
• 6.5.3 腐蝕形貌分析68-70
• 6.6 鋅鎂鈣三元合金的生物相容性研究70-71
• 6.7 本章小結(jié)71-73
• 7 結(jié)論73-75
• 致謝75-77
• 參考文獻77-82
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的研究成果82

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 華崇仁;輾軋工業(yè)上應用的銅鋅合金[J];鑄工;1953年07期

2 李順成;全國首屆鋅合金學術(shù)研討會在滬舉行[J];鑄造;1988年02期

3 ;鋅合金的著色[J];電鍍與精飾;1990年06期

4 ;鋅及鋅合金的微觀侵蝕劑[J];理化檢驗(物理分冊);2001年09期

5 卓毓瑞;羅絲;;鋅合金中鋅量鎘量的測定[J];湖南有色金屬;2006年01期

6 劉偉;趙貴芬;;快速測定鋅合金中銻的實驗研究[J];安徽工業(yè)大學學報(自然科學版);2006年04期

7 劉瑩晶;;火焰原子吸收光譜法測定鋅及鋅合金中的鎂量[J];湖南有色金屬;2009年06期

8 謝定陸;隋賢棟;羅艷歸;;銅鋅合金的研究現(xiàn)狀及其進展[J];材料導報;2011年S1期

9 于民新;;鋅合金鍍銀[J];材料保護;1966年02期

10 ;鋅合金|餼叩撓τ肹J];河南科技;1983年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 劉偉;張殿英;趙貴芬;;快速測定鋅合金中銻含量的研究[A];山東省金屬學會理化檢驗學術(shù)委員會理化檢驗學術(shù)交流會論文集[C];2009年

2 劉立群;;無芯爐在鋅合金生產(chǎn)中的應用[A];中國首屆熔池熔煉技術(shù)及裝備專題研討會論文集[C];2007年

3 郭菁;邢鵬飛;韓志彪;涂贛峰;;真空下用鎂-鋅合金熔融提純工業(yè)硅粉的研究[A];真空技術(shù)與表面工程——第九屆真空冶金與表面工程學術(shù)會議論文集[C];2009年

4 郭菁;邢鵬飛;韓志彪;涂贛峰;;真空下用鎂-鋅合金熔融提純工業(yè)硅粉的研究[A];第九屆真空冶金與表面工程學術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

5 郭艷紅;;一種鋅合金件用高效無磷化學除油粉的研制[A];2011年全國電子電鍍及表面處理學術(shù)交流會論文集[C];2011年

6 申淮貞;;鋅合金音箱前殼注射模(文摘)[A];中國電子學會生產(chǎn)技術(shù)分會第五屆金屬材料及熱處理年會論文集（一）[C];1994年

7 尚書定;;鋅合金鑄件打底電鍍新工藝[A];2004北京推動電鍍與精飾清潔生產(chǎn)技術(shù)論壇文集——無氰及代鉻技術(shù)研討[C];2004年

8 尚書定;;鋅合金鑄件打底電鍍新工藝[A];2004年北京推動電鍍與精飾清潔生產(chǎn)技術(shù)論壇論文集[C];2004年

9 宋影偉;韓恩厚;單大勇;Chang Dong Yim;Bong Sun You;;小尺度析出相對鎂鋅合金腐蝕行為的影響[A];中國腐蝕電化學及測試方法專業(yè)委員會2012學術(shù)年會論文集[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 田洋;我省自主研發(fā)新型變質(zhì)鋅合金[N];貴州日報;2005年

2 李春惠;貴州建設(shè)年產(chǎn)5000噸變質(zhì)鋅合金生產(chǎn)基地[N];中國有色金屬報;2005年

3 周建成 方芳;“火炬”鋅合金走俏市場[N];中國有色金屬報;2006年

4 記者 徐康清　通訊員 李明忠;八一鋅業(yè)年產(chǎn)10萬噸鋅合金項目落戶南鄭[N];漢中日報;2008年

5 海港;鎂合金應用進入醫(yī)學領(lǐng)域[N];中國有色金屬報;2008年

6 楊雄飛;日本鍍鋅和鍍鋅合金化鋼板的最新進展[N];世界金屬導報;2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 毛麗賀;醫(yī)用鎂鈣鋅合金成分設(shè)計及表面改性研究[D];天津大學;2009年

2 尚廣瑞;銅—鋅合金及不銹鋼仿生耦合表面潤濕性能研究[D];吉林大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 牛振國;新型生物醫(yī)用鋅合金材料成分設(shè)計及性能研究[D];重慶理工大學;2016年

2 王珊;銅鋅合金濾料去除飲用水中銻（Ⅲ）的性能研究[D];遼寧大學;2012年

3 肖弦;一種高強度易切削鋅合金擠壓型材的研制[D];中南大學;2006年

4 張啟明;錫銀鋅合金及其金屬間化合物的熱性質(zhì)和電輸運性質(zhì)[D];天津大學;2010年

5 謝定陸;泡沫狀銅鋅合金濾料的制備及其凈水性能研究[D];華南理工大學;2011年

6 黃劍鋒;ZZnAl4Y鋅合金組織與力學性能研究[D];湘潭大學;2012年

7 張麗芬;鎂鈣鋅合金熱擠壓及電化學蝕刻成形工藝[D];天津大學;2012年

8 尹修明;超細陶瓷粉體提高鋅合金性能的技術(shù)開發(fā)[D];大連交通大學;2014年

9 王波;離子液體中銅—鋅合金的電沉積研究[D];昆明理工大學;2011年

10 張保紅;銅鋅合金著色技術(shù)及其機理的研究[D];河北工業(yè)大學;2005年

，

本文編號：713600