本文關鍵詞：Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物材料的制備及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金由于其良好的力學性能和生物兼容性,成為21世紀最有應用前景的生物材料。目前廣泛研究的生物鎂合金,如AZ系、WE系等,都面臨腐蝕速率過快、腐蝕不均勻等問題,如何降低其在體內環(huán)境中的腐蝕速率,提高材料的耐腐蝕性是本領域的重要研究方向。已有研究表明稀土元素在不影響生物兼容性的前提下,可以提高鎂合金耐腐蝕性能與力學性能。因此開展微合金化生物鎂合金的研究具有重要意義。本文以Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr鎂合金為基礎,以微合金化方式加入不同含量的稀土元素Y,采用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)研究了Y對Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr生物鎂合金組織的影響;并通過析氫、失重測試及電化學方法研究其在模擬體液(SBF)中的生物腐蝕性能;采用拉伸試驗和硬度測試研究其力學性能。另外通過固溶、時效等熱處理探討了不同處理方式對Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金組織和性能的影響。結果表明,稀土Y的添加可以提高合金的耐蝕性能與力學性能,并能減緩合金局部腐蝕程度;適量Y的添加使得合金的晶粒得到細化,析出相由連續(xù)分布變?yōu)閿嗬m(xù)狀分布、趨于均勻,并形成新的析出相Mg24Y5。當Y添加量為1%時,合金腐蝕速率最低為1.051mm/a,僅為Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr合金的40.81%,且此時合金抗拉強度為165.52MPa,斷后伸長率達到最大值11.13%,相對原始合金提高了71.90%。與鑄態(tài)相比,適當溫度的固溶處理使得合金中大部分析出相溶于基體,組織更加均勻;合金的腐蝕電位正移,腐蝕電流密度減小,電化學腐蝕性能得到提高;固溶溫度為500℃時,腐蝕速率為0.723mm/a,僅為鑄態(tài)合金的68.81%;時效處理后Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金中有大量的細小彌散狀析出相析出,時效時間為16 h時,腐蝕速率為0.488 mm/a,達到生物鎂合金的耐蝕性能指標;熱處理對Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y生物鎂合金的力學性能有較大提高,其中固溶態(tài)合金強度達到201.04MPa,伸長率為19.40%,綜合性能最好。
【關鍵詞】：稀土Y 生物鎂合金 生物腐蝕性能 固溶 時效
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22;R318.08
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 生物材料及其特點8-9
• 1.1.1 生物材料的定義8
• 1.1.2 生物材料的分類及特點8
• 1.1.3 生物材料的性能評價8-9
• 1.2 鎂合金生物材料9-11
• 1.2.1 鎂及鎂合金9
• 1.2.2 鎂合金作為生物材料的優(yōu)勢9-10
• 1.2.3 鎂合金作為生物材料的面臨的主要問題10-11
• 1.3 鎂合金生物材料的生物腐蝕11-13
• 1.3.1 鎂合金的腐蝕行為11
• 1.3.2 提高鎂合金生物材料耐生物腐蝕的方法11-13
• 1.4 合金元素對鎂合金性能的影響13-14
• 1.5 鎂合金的強化14-15
• 1.6 本文的研究內容15-16
• 第2章 材料制備和實驗方法16-24
• 2.1 實驗方案的確定16-17
• 2.1.1 合金系的選擇16-17
• 2.1.2 實驗方案的確定17
• 2.2 合金熔煉17-18
• 2.3 合金的熱處理18-19
• 2.4 腐蝕性能測試19-22
• 2.4.1 靜態(tài)腐蝕實驗19-20
• 2.4.2 析氫實驗20-21
• 2.4.3 腐蝕形貌觀察21
• 2.4.4 電化學測試21-22
• 2.5 力學性能測試22-23
• 2.5.1 硬度測試22
• 2.5.2 拉伸實驗22-23
• 2.6 合金組織分析23-24
• 2.6.1 掃描電鏡分析23
• 2.6.2 合金物相分析23
• 2.6.3 透射電鏡分析23-24
• 第3章 稀土Y對Mg-Nd-Zn-Zr生物鎂合金性能的影響24-39
• 3.1 稀土Y對Mg-Nd-Zn-Zr生物鎂合金組織的影響24-28
• 3.2 稀土Y對Mg-Nd-Zn-Zr生物鎂合金腐蝕性能的影響28-34
• 3.2.1 靜態(tài)腐蝕28-33
• 3.2.2 電化學腐蝕性能33-34
• 3.3 稀土Y對Mg-Nd-Zn-Zr生物鎂合金力學性能的影響34-37
• 3.4 小結37-39
• 第4章 固溶處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金性能的影響39-50
• 4.1 Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金固溶工藝的確定39-41
• 4.2 固溶處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金組織的影響41-44
• 4.3 固溶處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金腐蝕性能的影響44-49
• 4.3.1 靜態(tài)腐蝕44-47
• 4.3.2 電化學腐蝕性能47-49
• 4.4 小結49-50
• 第5章 時效處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金性能的影響50-60
• 5.1 時效處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金組織的影響50-52
• 5.2 時效處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金腐蝕性能的影響52-56
• 5.2.1 靜態(tài)腐蝕52-55
• 5.2.2 電化學腐蝕性能55-56
• 5.3 時效處理對Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物鎂合金力學性能的影響56-59
• 5.4 小結59-60
• 第6章 分析與討論60-64
• 6.1 Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金腐蝕過程分析60-63
• 6.2 稀土改善鎂合金生物材料性能的展望63-64
• 第7章 結論64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學位期間的研究成果71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 賀亞敏;申龍樹;李慧;許紅英;黃培林;;幾種生物材料的體內生物相容性評價的實驗研究[J];吉林醫(yī)學;2010年14期

2 張繼東,李亞國,張少卿,魯立奇;釔對MB25鎂合金組織及強度的影響[J];中國稀土學報;1989年03期

3 劉振東,范清宇;應力遮擋效應—尋找丟失的鑰匙[J];中華創(chuàng)傷骨科雜志;2002年01期

4 張忠明;張俊;馬瑩;王婷;徐春杰;;Mg-1Mn-1Zn鎂合金的組織與腐蝕行為研究[J];鑄造技術;2012年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫明;工藝參數(shù)對鎂合金表面處理的影響[D];北京交通大學;2010年

  本文關鍵詞：Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物材料的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：295451