本文關鍵詞：Gd和Ca對生物醫(yī)用Mg-6Zn合金組織與性能的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：鎂合金由于具有良好的生物適用性、可生物降解性和優(yōu)良的力學性能,被認為是下一代理想的生物醫(yī)用植入材料之一,受到了越來越多科研工作者的關注,并對其進行了大量的實驗研究。但是直到目前為止,鎂合金還沒有在臨床上實際應用,主要是一些關鍵的問題還未解決,如力學性能過低、腐蝕降解速率過快、一些合金元素的生物相容性不明朗等。針對上述問題,本課題擬開發(fā)一種具有高塑／中強和較好耐腐蝕性能的新型Mg-Zn系合金,為可降解鎂合金血管支架的開發(fā)提供材料基礎。實驗以Mg-6Zn合金為研究對象,通過合金的成分設計、材料制備與擠壓變形等實驗手段,運用等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP)、光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X寸線衍射(XRD)、電子拉伸試驗和電化學工作站等檢測手段,系統(tǒng)地研究了添加Gd和Ca對鑄態(tài)與擠壓態(tài)Mg-6Zn合金組織與力學性能的影響以及擠壓態(tài)合金在模擬體液(Hanks溶液)中的耐蝕性能。得到以下主要結論： 在Mg-6Zn合金中分別單獨加入0～3.41wt%Gd和0～1.35wt%Ca后,隨著Gd、Ca含量的增加,鑄態(tài)組織逐漸細化,生成的高熱穩(wěn)定性Mg-Zn-Gd、Mg6Zn3Ca2新相逐漸增多,而低熱穩(wěn)定性MgZn2相逐漸減少直至完全消失,第二相趨于連續(xù)網狀分布于晶界處。鑄態(tài)綜合拉伸力學性能整體上先提高后降低,Mg-6Zn-0.66Gd和Mg-6Zn-0.085Ca合金的拉伸力學性能達到最佳,Mg-6Zn-0.66Gd合金的抗拉強度σb為215MPa,屈服強度σ0.2為78MPa,延伸率δ為13%；Mg-6Zn-0.085Ca合金的σb、σ0.2和δ別為230MPa、84MPa和14%。 經擠壓后,合金發(fā)生明顯的動態(tài)再結晶現象,組織得到明顯細化,第二相粒子發(fā)生破碎且在擠壓方向上趨于帶狀分布,抑制再結晶晶粒的長大,因此擠壓態(tài)平均晶粒尺寸從Mg-6Zn合金的15μm分別逐漸減至Mg-6Zn-3.41Gd合金的2μm和Mg-6Zn-0.47Ca合金的10μm。擠壓態(tài)綜合拉伸力學性能明顯提高,σb和σ0.2分別從Mg-6Zn合金的295MPa和193MPa逐漸提高至Mg-6Zn-3.41Gd合金的350MPa和325MPa,而δ先降低后提高,且均不低于10%,尤其以Mg-6Zn-0.66Gd合金的塑性最好,為16.5%。而在Mg-6Zn-xCa中又以Mg-6Zn-0.085Ca合金綜合力學性能最佳,σb、σ0.2和δ分別為290MPa.183MPa口19%。可見,上述開發(fā)的Mg-6Zn-xGd和Mg-6Zn-xCa合金均呈現出中強和高塑的特點。 對于擠壓態(tài)Mg-6Zn-xGd合金,Mg-6Zn合金的腐蝕速率較慢,但其腐蝕方式為典型的局部腐蝕；添加少量Gd元素(0.66%)后,合金的腐蝕速率稍微增大,但腐蝕變得更均勻,腐蝕朝著均勻腐蝕的方式發(fā)展；當添加較多量Gd(1.66%和3.41%)時,合金的耐蝕性能急劇惡化。對于擠壓態(tài)Mg-6Zn-xCa合金,隨著Ca元素含量的增加,合金的腐蝕速率增大,腐蝕電流變大,腐蝕電位逐漸降低,合金的耐蝕性能變差。
【關鍵詞】：生物醫(yī)用鎂合金 合金化 組織 力學性能 耐蝕性能
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 鎂及其鎂合金概述10
• 1.2 鎂合金的分類及Mg-Zn系合金的研究現狀10-13
• 1.3 生物醫(yī)用材料的研究現狀13-20
• 1.3.1 心血管支架及其材料的使用現狀及存在的問題13-15
• 1.3.2 生物醫(yī)用鎂合金材料的研究現狀15-20
• 1.3.2.1 生物醫(yī)用鎂合金的組織與力學性能15-17
• 1.3.2.2 生物醫(yī)用鎂合金的腐蝕性能17-18
• 1.3.2.3 生物醫(yī)用鎂合金的生物相容性18-20
• 1.4 鎂合金強化機理和腐蝕機理的研究現狀20-22
• 1.5 本課題的研究意義和內容22-24
• 2 實驗方法24-29
• 2.1 實驗過程24-25
• 2.2 組織觀察與性能測試25-29
• 2.2.1 組織觀察和物相分析25
• 2.2.2 拉伸力學性能測試25-26
• 2.2.3 腐蝕性能測試26-29
• 2.2.3.1 浸泡實驗26-27
• 2.2.3.2 電化學腐蝕實驗27-29
• 3 Gd和Ca對Mg-6Zn合金鑄態(tài)組織與力學性能的影響29-46
• 3.1 Gd和Ca對鑄態(tài)Mg-6Zn合金組織的影響29-39
• 3.2 Gd和Ca對鑄態(tài)Mg-6Zn合金力學性能的影響39-42
• 3.3 分析與討論42-45
• 3.3.1 相分析42-44
• 3.3.2 鑄態(tài)組織細化分析44
• 3.3.3 鑄態(tài)力學性能分析44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 4 Gd和Ca對擠壓態(tài)Mg-6Zn合金組織與力學性能的影響46-55
• 4.1 Gd和Ca對擠壓態(tài)Mg-6Zn合金組織的影響46-49
• 4.2 Gd和Ca對擠壓態(tài)Mg-6Zn力學性能的影響49-51
• 4.3 討論與分析51-53
• 4.3.1 擠壓態(tài)組織細化分析51-52
• 4.3.2 擠壓態(tài)力學性能分析52-53
• 4.4 本章小結53-55
• 5 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xGd和Mg-6Zn-xCa合金在模擬體液中的腐蝕研究55-67
• 5.1 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xGd合金的腐蝕性能55-59
• 5.1.1 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xGd合金的腐蝕速率分析55-56
• 5.1.2 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xGd合金的腐蝕形貌分析56-58
• 5.1.3 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xGd合金的電化學測量分析58-59
• 5.2 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xCa合金的腐蝕性能59-62
• 5.2.1 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xCa合金的腐蝕速率分析59-60
• 5.2.2 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xCa合金的腐蝕形貌分析60-61
• 5.2.3 擠壓態(tài)Mg-6Zn-xCa合金的電化學測量分析61-62
• 5.3 合金在Hanks模擬體液中的腐蝕機理62-66
• 5.4 本章小結66-67
• 6 結論67-69
• 參考文獻69-75
• 攻讀碩士學位期間的學術成果目錄75-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 袁青領;閻鈞;鄭起;;可降解鎂合金材料的研究新進展[J];材料導報;2010年05期

2 姜海英;艾紅軍;;生物可降解鎂合金植入材料的醫(yī)用特征[J];中國組織工程研究與臨床康復;2011年34期

  本文關鍵詞：Gd和Ca對生物醫(yī)用Mg-6Zn合金組織與性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：377753