鎂合金因其優(yōu)異的力學(xué)性能和生物降解性能,在心血管支架、骨移植等醫(yī)用領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。但是鎂合金化學(xué)性質(zhì)較活潑,在體液環(huán)境下容易腐蝕,而骨骼再生的整個過程需要較長時間,在此期間大部分鎂合金植入物早已降解而失去作用。此外隨著人體運動,鎂合金會出現(xiàn)磨損現(xiàn)象,導(dǎo)致植入物與骨組織之間產(chǎn)生松動,從而造成手術(shù)失敗。與其它金屬材料一樣,鎂合金的失穩(wěn)現(xiàn)象大都始于材料表面。因此,控制和改善材料表面特性,獲得較優(yōu)表面性能是保證鎂合金持續(xù)正常工作的重要保障。近年來,通過在材料表面制備納米層的方式來改善材料整體性能已逐步進(jìn)入人們的視野,這種方式避免了材料整體納米化的工藝限制,降低了納米材料制備的難度。因此本文通過錘擊退火的方法對鎂合金進(jìn)行表面納米化處理,以提高鎂合金的耐磨性和耐腐蝕性,解決其在臨床上的應(yīng)用限制問題。本文以AZ91D鎂合金為研究對象,研究分析了表面納米化對AZ91D鎂合金綜合機(jī)械性能及表面形貌的影響,表面納米化的形成過程及機(jī)制和AZ91D鎂合金耐磨性與耐腐蝕性的變化。主要研究成果如下:（1）采用單因素實驗法探討了錘擊時間和退火溫度對AZ91D鎂合金表層晶粒尺寸和硬度的影響。通過對X射線衍射... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

原始樣品與納米化段對比圖

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文31.3AZ91D鎂合金概述全球Mg資源儲量及產(chǎn)量主要集中在中國。據(jù)統(tǒng)計，2018年中國已知能夠開采的鎂礦占全球可開采鎂礦資源的710以上。環(huán)保及經(jīng)濟(jì)需要會持續(xù)增加原鎂的供求。估計至2023年寰球原鎂消費量將增至181.4萬噸，將來五年CAGR有望達(dá)到13%，鎂合金行業(yè)景氣度有望持續(xù)向上。因為純Mg的塑性在室溫環(huán)境下并不理想，而且在物理強(qiáng)度和材料的硬度方面也不存在過人之處，因此會在純鎂中增添合金成分與其構(gòu)成固溶體[11]。加入不一樣的強(qiáng)化材料會生產(chǎn)出具有不同特性和功用的鎂合金，鎂合金詳細(xì)分類狀況如圖1.2。圖1.2鎂合金的分類AZ91D鎂合金在平衡狀態(tài)下，它的組織是由α相和β（Mg17Al12）相構(gòu)成。Mg17Al12相是體心立方（bbc）晶體結(jié)構(gòu)，它的晶格常數(shù)（點陣常數(shù)）а=1.05438nm。由于其具有優(yōu)良的硬度、剛度以及生物安全性等被普遍應(yīng)用在汽車工業(yè)、航天航空、電子工業(yè)、動力工業(yè)以及生物醫(yī)療等領(lǐng)域中。其材料性能如表1.1。表1.1AZ91D鎂合金性能材料密度（g/cm3）熔點（℃）導(dǎo)熱系數(shù)（W/MK）抗拉強(qiáng)度（Mpa）屈服點（Mpa）延伸率（%）比強(qiáng)度楊氏模量（Gpa）AZ91D1.82596722501607154448

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.3電化學(xué)處理法原理圖1.4.2微弧氧化微弧氧化（MAO）是一種利用弧光放電形成的高溫高壓機(jī)制，從而在外層形成一定涂層的技術(shù)方法，目前已普遍應(yīng)用在Mg金屬的抗腐蝕研究中。其原理如圖1.4。MAO制備的膜用有良好的抗磨性和抗腐蝕特性[19]。MAO是降低Mg合金腐蝕的有用方法，提高其耐蝕性能[20]。另外，完美狀況下可降解材料的腐蝕速度與腐蝕樣式應(yīng)該與身體組織的成長過程相契合。李慕勤通過超聲MAO的方法成功完成了載F生物涂層。利用掃描電鏡觀測載F對涂層表層形貌的作用,研究涂層的主要成分轉(zhuǎn)變,對其涂層厚度、孔隙率等進(jìn)行了測定,并通過摩擦試驗、電化學(xué)腐蝕試驗、覆膜抗菌試驗,分析了各種載F生物涂層的聯(lián)合特性、抗磨特性、抗蝕特性和耐菌特性。研究顯示涂層的抗磨特性以及抗腐蝕特性得到了改善,并且擁有較好的耐菌特性,完成了生物涂層的多作用性[20]。圖1.4MAO示意圖MAO涂層的獨到之處是穩(wěn)定、堅固、抗磨以及耐抗腐蝕，但其不足之處是脆性高。雖然該方法在Mg合金體外試驗中擁有優(yōu)異的耐腐蝕性及生物相容性，然而其體內(nèi)實驗以及長期的耐腐蝕性卻鮮有研究，并且MAO涂層中的重要元素

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3528405