新型Mg-Mn-Ca/Mg-Mn-Ca-Sr生物鎂合金的開發(fā)及鑄造缺陷對合金性能影響的研究
發(fā)布時間:2021-11-12 06:50
為了設計出具有實際應用意義的可降解生物鎂合金,本論文選擇生物相容性好,具有合金強化效果的Ca、Mn、Sr元素作為合金化元素,設計并熔煉出Mg-Mn-Ca系、Mg-Mn-Ca-Sr系生物鎂合金;研究了合金元素以及固溶-時效處理對于合金顯微組織、相組成、力學性能以及耐腐蝕性能的影響;為改善鎂合金的力學和耐腐蝕性能,研究了鑄造缺陷對于鎂合金力學和耐腐蝕性能的影響規(guī)律;對生物可降解鎂合金的設計標準進行了討論,提出鎂合金植入物人體可耐受降解速率和合金元素添加含量的計算方法,對腐蝕條件下合金力學性能衰減規(guī)律進行了研究。研究結果表明:1、鑄造態(tài)Mg-2Mn-x Ca(x=0.8,1.0,1.2 wt.%)合金主要由α-Mg基體、Mg2Ca和β-Mn相組成。Mg2Ca相主要沿晶界分布,與α-Mg形成共晶組織,β-Mn相在基體上隨機分布,與α-Mg形成包晶組織。隨著Ca含量的增加,合金強度明顯提高,延伸率有所下降。經過T4處理,合金中Mg2Ca相完全溶解進α-Mg基體中,晶界被凈化,既降低了材料的斷裂傾向,提高了延伸率,又減少了微電池反應位置,提高了合金耐腐蝕性能。β-Mn相在T4處理后出現(xiàn)了溶解-再析...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:150 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
(a-f)不同形成機理的bifilm夾層[58]
[64]。圖1.3展示了電偶腐蝕的示意圖。圖1.4展示了雜質元素對鎂合金腐蝕速率的影響,從圖 1.4(a)中可以發(fā)現(xiàn),含雜質更少的高純 AZ91 合金的腐蝕速率比普通 AZ91 合金要低很多,證明熔煉過程中產生的雜質相對合金腐蝕性能危害嚴重。圖 1.4(b)更加詳細的從定量的關系上闡述了雜質 Fe 對鎂合金腐蝕性能的危害。Mn 元素對提高鎂合
[64]。圖1.3展示了電偶腐蝕的示意圖。圖1.4展示了雜質元素對鎂合金腐蝕速率的影響,從圖 1.4(a)中可以發(fā)現(xiàn),含雜質更少的高純 AZ91 合金的腐蝕速率比普通 AZ91 合金要低很多,證明熔煉過程中產生的雜質相對合金腐蝕性能危害嚴重。圖 1.4(b)更加詳細的從定量的關系上闡述了雜質 Fe 對鎂合金腐蝕性能的危害。Mn 元素對提高鎂合
【參考文獻】:
期刊論文
[1]In vitro degradation and biocompatibility of Mg-Nd-Zn-Zr alloy[J]. WANG YongPing1,HE YaoHua1,ZHU ZhaoJin1,JIANG Yao1,ZHANG Jian2,NIU JiaLin2,MAO Lin2 & YUAN GuangYin2 1 Department of Orthopaedics,Sixth People’s Hospital of Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200233,China;2 National Engineering Research Center of Light Alloys Net Forming,School of Materials Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Chinese Science Bulletin. 2012(17)
[2]In Vivo and In Vitro Degradation Behavior of Magnesium Alloys as Biomaterials[J]. Mark J.Schulz. Journal of Materials Science & Technology. 2012(03)
[3]鎂合金成形技術的研究及應用趨勢[J]. 王波,李名堯,吳華春. 鑄造技術. 2011(11)
[4]利用數字化試驗手段優(yōu)化試驗成本結構[J]. 騫永博,朱元夫. 航天工業(yè)管理. 2011(09)
[5]鎂合金的腐蝕與防護研究進展[J]. 李海燕,李志生,張世珍,孫春龍,王紅. 腐蝕與防護. 2010(11)
[6]新型醫(yī)用Mg-Nd-Zn-Zr鎂合金在模擬體液中的降解行為[J]. 張佳,宗陽,袁廣銀,常建衛(wèi),付鵬懷,丁文江. 中國有色金屬學報. 2010(10)
[7]基于ABAQUS的軸承—齒輪系統(tǒng)靜力學分析[J]. 常立. 科學之友. 2010(18)
[8]金屬韌性斷裂準則的數值模擬和試驗研究[J]. 黃建科,董湘懷. 材料科學與工藝. 2010(04)
[9]鎂合金在生物醫(yī)用材料領域的應用及發(fā)展前景[J]. 張佳,宗陽,付彭懷,袁廣銀,丁文江. 中國組織工程研究與臨床康復. 2009(29)
[10]鎂合金鑄造缺陷塑性變形彌合與修復過程[J]. 曹韓學,龍思遠,游國強,廖惠敏. 中國有色金屬學報. 2009(07)
博士論文
[1]金屬腐蝕形貌特征提取用于腐蝕診斷的研究[D]. 張瑋.大連理工大學 2004
碩士論文
[1]Mg-Gd-Y-Nd-Zr和MB8鎂合金表面組織結構及其腐蝕行為[D]. 劉俊.中南大學 2012
[2]醫(yī)用Mg-Zn-Ca-Mn合金組織與腐蝕性能的研究[D]. 郭兵.蘭州理工大學 2012
[3]鑄造缺陷的三維重構及其對鑄件服役性能的影響[D]. 李小龍.南昌大學 2012
[4]增速齒輪箱體有限元分析及其結構優(yōu)化[D]. 陳營利.哈爾濱工程大學 2009
[5]腐蝕對AZ91鎂合金強度的影響[D]. 張麗娜.吉林大學 2009
[6]基于ABAQUS的材料微結構有限元計算的后處理研究[D]. 劉玉振.蘭州理工大學 2008
[7]新型醫(yī)用鎂鈣合金的制備及性能研究[D]. 周小淞.天津大學 2007
[8]鎂合金半固態(tài)注射成型原料制備及模具設計[D]. 洪艷.哈爾濱理工大學 2006
本文編號:3490387
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:150 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
(a-f)不同形成機理的bifilm夾層[58]
[64]。圖1.3展示了電偶腐蝕的示意圖。圖1.4展示了雜質元素對鎂合金腐蝕速率的影響,從圖 1.4(a)中可以發(fā)現(xiàn),含雜質更少的高純 AZ91 合金的腐蝕速率比普通 AZ91 合金要低很多,證明熔煉過程中產生的雜質相對合金腐蝕性能危害嚴重。圖 1.4(b)更加詳細的從定量的關系上闡述了雜質 Fe 對鎂合金腐蝕性能的危害。Mn 元素對提高鎂合
[64]。圖1.3展示了電偶腐蝕的示意圖。圖1.4展示了雜質元素對鎂合金腐蝕速率的影響,從圖 1.4(a)中可以發(fā)現(xiàn),含雜質更少的高純 AZ91 合金的腐蝕速率比普通 AZ91 合金要低很多,證明熔煉過程中產生的雜質相對合金腐蝕性能危害嚴重。圖 1.4(b)更加詳細的從定量的關系上闡述了雜質 Fe 對鎂合金腐蝕性能的危害。Mn 元素對提高鎂合
【參考文獻】:
期刊論文
[1]In vitro degradation and biocompatibility of Mg-Nd-Zn-Zr alloy[J]. WANG YongPing1,HE YaoHua1,ZHU ZhaoJin1,JIANG Yao1,ZHANG Jian2,NIU JiaLin2,MAO Lin2 & YUAN GuangYin2 1 Department of Orthopaedics,Sixth People’s Hospital of Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200233,China;2 National Engineering Research Center of Light Alloys Net Forming,School of Materials Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China. Chinese Science Bulletin. 2012(17)
[2]In Vivo and In Vitro Degradation Behavior of Magnesium Alloys as Biomaterials[J]. Mark J.Schulz. Journal of Materials Science & Technology. 2012(03)
[3]鎂合金成形技術的研究及應用趨勢[J]. 王波,李名堯,吳華春. 鑄造技術. 2011(11)
[4]利用數字化試驗手段優(yōu)化試驗成本結構[J]. 騫永博,朱元夫. 航天工業(yè)管理. 2011(09)
[5]鎂合金的腐蝕與防護研究進展[J]. 李海燕,李志生,張世珍,孫春龍,王紅. 腐蝕與防護. 2010(11)
[6]新型醫(yī)用Mg-Nd-Zn-Zr鎂合金在模擬體液中的降解行為[J]. 張佳,宗陽,袁廣銀,常建衛(wèi),付鵬懷,丁文江. 中國有色金屬學報. 2010(10)
[7]基于ABAQUS的軸承—齒輪系統(tǒng)靜力學分析[J]. 常立. 科學之友. 2010(18)
[8]金屬韌性斷裂準則的數值模擬和試驗研究[J]. 黃建科,董湘懷. 材料科學與工藝. 2010(04)
[9]鎂合金在生物醫(yī)用材料領域的應用及發(fā)展前景[J]. 張佳,宗陽,付彭懷,袁廣銀,丁文江. 中國組織工程研究與臨床康復. 2009(29)
[10]鎂合金鑄造缺陷塑性變形彌合與修復過程[J]. 曹韓學,龍思遠,游國強,廖惠敏. 中國有色金屬學報. 2009(07)
博士論文
[1]金屬腐蝕形貌特征提取用于腐蝕診斷的研究[D]. 張瑋.大連理工大學 2004
碩士論文
[1]Mg-Gd-Y-Nd-Zr和MB8鎂合金表面組織結構及其腐蝕行為[D]. 劉俊.中南大學 2012
[2]醫(yī)用Mg-Zn-Ca-Mn合金組織與腐蝕性能的研究[D]. 郭兵.蘭州理工大學 2012
[3]鑄造缺陷的三維重構及其對鑄件服役性能的影響[D]. 李小龍.南昌大學 2012
[4]增速齒輪箱體有限元分析及其結構優(yōu)化[D]. 陳營利.哈爾濱工程大學 2009
[5]腐蝕對AZ91鎂合金強度的影響[D]. 張麗娜.吉林大學 2009
[6]基于ABAQUS的材料微結構有限元計算的后處理研究[D]. 劉玉振.蘭州理工大學 2008
[7]新型醫(yī)用鎂鈣合金的制備及性能研究[D]. 周小淞.天津大學 2007
[8]鎂合金半固態(tài)注射成型原料制備及模具設計[D]. 洪艷.哈爾濱理工大學 2006
本文編號:3490387
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