近年來,鎂合金由于其突出的生物降解性（易降解為Mg2+被人體吸收,免于二次手術）、生物相容性（降解的Mg2+不會對組織細胞造成毒害作用）及彈性模量、密度等與人骨相近等特點,成為了能夠替代不銹鋼、鈦合金等傳統(tǒng)金屬材料的醫(yī)用骨科材料,已逐漸在生物材料領域嶄露頭角并快速發(fā)展起來。但由于鎂是一種性質較活潑的金屬,其在人體內(nèi)降解速度過快可導致骨組織的愈合不完全,從而影響植入效果。因此,本文主要采用將適量的合金化元素添加到純鎂中的方法及合適的熱處理手段來改善合金在人體組織環(huán)境中的降解速率。在進行具體的實驗操作之前,首先對我們設計的合金體系進行了熱力學計算,以預測合金中可能出現(xiàn)的相、相組成以及相組成隨溫度變化而做出的相轉變情況,即可進一步判斷合金的熱處理溫度,這為后續(xù)的實驗奠定了一定的理論基礎。接下來利用X射線衍射儀（XRD）分析相結構、檢測基體相和確定析出相,通過金相顯微鏡觀察合金的微觀組織形貌,結合掃描電鏡-能譜（SEM-EDS）觀察合金的顯微織構并分析合金中各元素含量。將鑄態(tài)及熱處理態(tài)的鎂合金試樣（Mg-0.8Ca-xNd體系）浸沒到模擬體液中,通過析氫、失重以及電化學實驗確定耐蝕性最優(yōu)的合金... 

【文章來源】：東北電力大學吉林省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２熱處理的合金材料及覆蓋劑??（ａ）、（ｂ）時效處理合金材料，（Ｃ）Ｒ．丨－６型覆蓋劑??－８－??

?東北電力大學丁學幀士學位論文???析氫實驗用到的裝置如圖２－３所示，包括量筒、大燒杯和漏４等，利用排水法收集氫ｎ。??首先用細線拴住合金試樣并固定在漏斗頸部，并置于裝有模擬體液的燒杯中．然后在ｍ筒??中裝滿模擬體液，將其倒扣于漏斗之上，記錄量筒的初始液面數(shù)值ｈ，最后將整套裝置放??入３７±０．５°Ｃ的恒溫水浴鍋中，每２小時記錄一次數(shù)據(jù)，記為Ｆ２，通過析氫體積變化計算??錢合金的腐蝕速率。??＇ｘＺＺＺＺＺＺ??－??、視■??／?＿．，一?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??圖２－３析氫實驗裝置??（３）失重實驗?實驗開始之前，用分析天平稱量合金試樣的初始質量，記為ｗ。??然后將合金試樣浸泡在模擬體液中，并用木棒拴汴合金試樣固定在燒杯「１?．同樣將此裝置??置于３７±０．５?°Ｃ的恒溫水浴鍋中，每１８?ｈ取出合金塊？次并放在２００?ｇ．Ｌ／１?ＣｒＣｂ＋１０?ｇ＇Ｌ－１??ＡｇＮＯ：、洗液中清洗５？１０?ｍｉｎ以去除腐蝕產(chǎn)物，隨后用去離子水反復沖洗合金表面，放在??無水乙醇中超聲震蕩并于恒溫千燥箱中干燥，取出稱重記為ｖｉ，２，實驗時間為１６２?ｈ。腐蝕??速率按照公式（２－２）計算：??ｖ?＝?（ｗ，?－＼ｖ２）／（Ａｘｔ）?（２－２）??其中，ｖ?—合金腐蝕速率，ｍｇ＇ｃｍｉｌｒ１??ｉｖｉ—合金初始質量，ｍｇ??ｍ—合金去除腐蝕產(chǎn)物的質量，ｍｇ??Ａ一合金試樣的表面積，ｃｍ２??／一測試時間，ｈ??失重實驗裝置如圖２－４所示。以上實驗均做了?３組平行實驗，對三次結果取平均值，以避??免偶然誤差的產(chǎn)生。??－１０－??

阻抗譜進行等效電路擬合。極化測試前的參數(shù)設定為：??掃描速率為０．０１?Ｖ／ｓ，電位范圍為－２？２?Ｖ。極化曲線利用辰華自帶的軟件，通過塔菲爾外??推法擬合出腐蝕電流（／＿．）、腐蝕電位（＆胃）等參數(shù)［７４］。每種合金成分均做了?３組平行??實驗，以便于減小誤差從而獲取準確的數(shù)據(jù)。??（ｔ＝：＝＝＝ＴＴｌ??Ｃｏｍｐｕｔｅｒ??Ｊ——Ｉ——￣Ｌ??Ｅ?ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ??Ｔｅｓｔ?Ｓｙｓｔｅｍ??ｌｌ！?ｒｚ??Ｅｌ?Ｓ?Ｅ３??Ｉ?夕??Ｌ＾Ｊ??圖２－６電化學三電極體系??２．４．４力學性能測試??維氏硬度測試采用的是方維形的金剛石壓頭，將其在合金試樣上施以一定的壓力，保??持一段時間后，卸掉相應的壓力，此時會在合金表面出現(xiàn)壓痕，先后測量兩條對角線的長??度，在硬度計上輸入長度值后會在屏幕上出現(xiàn)自動計算完畢的硬度值。似據(jù)ＧＢ／Ｔ??４３４０．１—２００９金屬材料維氏硬度試驗第｜部分：試驗方法１＇要求試樣表匝光滑平整，潔??潔干凈，如果表面沾冇汕脂或污物，會導致壓痕的邊緣模糊不清影響測量的袱確性。｜人？丨此??將合金試樣小塊在砂紙上不斷打磨至尺寸為１０?ｍｍ．?１０?ｍｍ．?５?ｍｍ，并將測試面進行拋光處??理，最后用酒精清洗合金表面，從而制備了實驗試樣。本次實驗利用ＨＶＳ－Ｉ０００型維氏硬??度計對合金硬度進行測量，試驗力級數(shù)選擇３００?ｇｆ?（２．９４?Ｎ），保荷時間為１０?ｓ，每個合金??試樣打五個測試點并取平均值。??－１２－??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]新型生物醫(yī)用鎂鋅鈣鍶合金的組織及性能研究[D]. 孟祥.鄭州大學 2013



本文編號：3131980