發(fā)布時間：2017-08-31 10:17

  本文關(guān)鍵詞：醫(yī)用鎂合金體外降解行為研究

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【摘要】：由于具有優(yōu)異的生物可降解吸收性、良好的力學(xué)性能以及生物相容性,鎂及鎂合金在醫(yī)用植入材料領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。其中,稀土Y、Nd、Gd等元素由于較好的生物安全性能及對Mg力學(xué)性能較好的改善作用,它們的低微合金化鎂合金成為各國醫(yī)用材料領(lǐng)域研究的熱點方向。本實驗選擇Y、Nd、Gd三種元素作為添加元素,通過鑄造、固溶、擠壓、熱軋、退火等加工方式,分別制備了厚度為2mm的純鎂板材以及含量為0.5at%三種稀土元素鎂合金板材。通過光學(xué)金相顯微鏡(OM)觀察樣品加工處理前后的金相、利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察樣品腐蝕產(chǎn)物及基體的形貌、通過X射線衍射儀(XRD)分析腐蝕產(chǎn)物的物相、并通過體外析氫試驗、體外浸泡試驗、力學(xué)性能測試等方式研究了純鎂及三種稀土鎂合金板材在37Cm-SBF模擬體液中無應(yīng)力和應(yīng)力狀態(tài)下的降解速率和力學(xué)性能保有率,綜合研究純鎂及稀土鎂合金體外降解行為的規(guī)律和機理。顯微組織觀察發(fā)現(xiàn),經(jīng)過擠壓、熱軋和退火過程后,四種成分的晶粒相比于鑄態(tài)顯著減小,其中Mg-Nd的晶粒最為細(xì)小,平均晶粒尺寸僅約為10μm。這是由于Nd在Mg中的溶解度較小,和Mg形成的第二相在擠壓及軋制過程中破碎成數(shù)量較多、體積較小的殘余顆粒,再結(jié)晶過程中阻礙了晶界的遷移,從而起到了較好的細(xì)化晶粒的效果。力學(xué)性能測試表明,稀土元素的加入顯著提高了板材的塑性,這歸因于稀土元素對Mg合金織構(gòu)有明顯的弱化作用。不同應(yīng)力狀態(tài)下體外降解實驗結(jié)果表明,純鎂及三種Mg-RE二元合金在37℃的m-SBF中均具有應(yīng)力腐蝕敏感性,在0.72倍σ0.2應(yīng)力狀態(tài)下各種成分的樣品腐蝕速率均高于無應(yīng)力。在無應(yīng)力狀態(tài)下,純鎂板材的腐蝕速率小于Mg-RE合金,耐蝕性能最好;Mg-Y合金的腐蝕速率最快。應(yīng)力狀態(tài)下Mg-Nd合金的腐蝕速率最慢,純鎂的腐蝕速率最快。腐蝕物及板材基體的掃描電鏡觀察結(jié)果表明,在37℃的m-SBF溶液中,純鎂和三種二元Mg-RE合金的腐蝕均呈宏觀均勻、微觀點蝕的形貌。腐蝕初期,樣品表面生成龜裂開的疏松表面膜,并產(chǎn)生白色絮狀腐蝕物：隨著腐蝕的時間增加,表面逐漸出現(xiàn)多層堆積的龜裂產(chǎn)物,且在腐蝕過程中出現(xiàn)產(chǎn)物的脫落現(xiàn)象。雖然四種材料的成分不同,但在腐蝕初期,產(chǎn)物均以Mg(OH)2為主,并有少量的含P、Ca化合物；在腐蝕的后期,Mg(OH)2含量降低,含P、Ca元素的化合物含量增高。力學(xué)性能測試結(jié)果表明,隨著腐蝕時間的增加,不論是否有應(yīng)力加載,材料的力學(xué)性能均明顯下降,且在腐蝕前期下降較快；0.72倍σ0.2應(yīng)力狀態(tài)下各樣品的綜合力學(xué)性能均低于無應(yīng)力狀態(tài)。在不同的應(yīng)力狀態(tài)下經(jīng)過14天腐蝕后,純鎂的抗拉強度和屈服強度性能最好,但塑性(延伸率)較差：在三中合金中,Mg-Nd合金的綜合力學(xué)性能最好,Mg-Gd合金的綜合力學(xué)性能最差。
【關(guān)鍵詞】：醫(yī)用鎂合金 純鎂 稀土 體外降解 應(yīng)力腐蝕
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-23
• 1.1 生物醫(yī)用材料定義和性能要求8
• 1.2 傳統(tǒng)生物醫(yī)用合金及其研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 醫(yī)用鎂合金簡介10-21
• 1.3.1 醫(yī)用鎂合金的優(yōu)勢10-11
• 1.3.2 鎂合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用11
• 1.3.3 常見的鎂基合金及其研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.4 Mg-RE生物醫(yī)用鎂合金及其研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.5 鎂合金在體液環(huán)境中的腐蝕15-20
• 1.3.6 醫(yī)用生物鎂合金的研究進(jìn)展20-21
• 1.4 課題選題意義及研究內(nèi)容21-23
• 1.4.1 選題意義21-22
• 1.4.2 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 實驗方案及研究方法23-30
• 2.1 實驗方案23
• 2.2 實驗設(shè)備23-24
• 2.3 實驗材料24
• 2.3.1 原材料準(zhǔn)備和合金成分設(shè)計24
• 2.3.2 材料加工方式24
• 2.4 原始顯微組織觀察24-25
• 2.5 析氫浸泡實驗25-28
• 2.5.1 析氫腐蝕測試原理及測試方法25
• 2.5.2 m-SBF溶液配制25-26
• 2.5.3 試樣制備26
• 2.5.4 析氫腐蝕裝置26-27
• 2.5.5 加載裝置27-28
• 2.5.6 速率計算28
• 2.6 腐蝕形貌的宏觀和微觀觀察28-29
• 2.7 物相分析29
• 2.8 力學(xué)性能測試29-30
• 第三章 純鎂板材在m-SBF溶液中的降解行為研究30-41
• 3.1 試樣未腐蝕顯微組織觀察30
• 3.2 析氫測試30-31
• 3.3 腐蝕形貌分析31-39
• 3.3.1 宏觀形貌31-33
• 3.3.2 微觀形貌及腐蝕產(chǎn)物分析33-39
• 3.4 力學(xué)性能測試39-41
• 第四章 Mg-RE二元合金在m-SBF溶液中的降解行為研究41-59
• 4.1 試樣未腐蝕顯微組織觀察41-42
• 4.2 析氫測試42-45
• 4.3 腐蝕形貌分析45-57
• 4.3.1 宏觀形貌45-46
• 4.3.2 微觀形貌及腐蝕產(chǎn)物分析46-57
• 4.4 力學(xué)性能測試57-59
• 第五章 分析和討論59-67
• 5.1 鎂及其合金在模擬體液中的腐蝕機理分析59-61
• 5.2 稀土元素及材料處理方式對腐蝕性能的影響61-64
• 5.3 應(yīng)力對腐蝕性能的影響64-65
• 5.4 腐蝕產(chǎn)物分析65-67
• 第六章 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李新安;趙華;李廣領(lǐng);陳錫嶺;;噻吩磺隆在不同類型土壤中的降解行為[J];農(nóng)藥;2012年01期

2 趙華;吳珉;彭金波;;滅多威在土壤中的吸附、移動及降解行為[J];浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報;2008年04期

3 范s，

本文編號：765002