鎂合金不僅具有良好的力學(xué)性能和生物相容性,而且其彈性模量與人骨相近似,能夠顯著降低應(yīng)力遮蔽效應(yīng)從而促進(jìn)新骨生成。但是在Cl-環(huán)境中的腐蝕行為易導(dǎo)致鎂合金結(jié)構(gòu)過(guò)早失效,并造成人體局部組織嚴(yán)重受損。因此,如何提高鎂合金在生理環(huán)境中服役性能和探究降解機(jī)理顯得尤為重要。本文選取人體營(yíng)養(yǎng)元素Ca、生物相容性良好的元素Nd對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn合金進(jìn)行成分優(yōu)化和性能調(diào)控,通過(guò)SEM、TEM、EPMA、AFM、XRD等手段分析合金在鑄態(tài)時(shí)的相特征、膜層形成機(jī)制和腐蝕行為。同時(shí),研究了不同Ca、Nd含量的Mg-2Zn-0.2Mn-xCa和Mg-2Zn-0.2Mn-xNd合金經(jīng)均質(zhì)化處理后其組織特征對(duì)力學(xué)性能和腐蝕行為影響規(guī)律,并展開了細(xì)胞毒性評(píng)估。其次,對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-1.10Ca和Mg-2Zn-0.2Mn-1.88Nd合金進(jìn)行不同溫度熱處理實(shí)施組織調(diào)控,分析晶粒尺寸和第二相含量耦合效應(yīng)對(duì)合金力學(xué)性能和降解性能影響規(guī)律。最后,探究了多道次熱軋對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-xNd合金顯微組織演變、沿基體方向上的膜層特性、Cl-促進(jìn)膜層破壞機(jī)制、三維降解形貌和異常陽(yáng)極相活化溶解等行為。具體結(jié)...

【文章頁(yè)數(shù)】：162 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 生物醫(yī)用材料分類和概述
        1.2.1 醫(yī)用高分子材料概述
        1.2.2 傳統(tǒng)醫(yī)用金屬材料概述
        1.2.3 新型可降解合金材料特點(diǎn)
    1.3 醫(yī)用可降解鎂合金研究現(xiàn)狀
        1.3.1 可降解鎂合金應(yīng)用前景
        1.3.2 骨固定可降解鎂合金材料
        1.3.3 骨修復(fù)可降解鎂合金材料
        1.3.4 支架用可降解鎂合金材料
    1.4 可降解鎂合金優(yōu)勢(shì)與局限性
        1.4.1 可降解鎂合金優(yōu)勢(shì)
        1.4.2 可降解鎂合金當(dāng)前局限性
    1.5 可降解鎂合金降解機(jī)理和耐蝕性提高具體措施
        1.5.1 鎂合金腐蝕機(jī)理
        1.5.2 高純合金制備
        1.5.3 合金化方式
        1.5.4 快速凝固技術(shù)
        1.5.5 塑性加工方式
        1.5.6 表面改性技術(shù)
2 選題研究?jī)?nèi)容、方案及創(chuàng)新性
    2.1 研究目的和意義
    2.2 研究?jī)?nèi)容
    2.3 技術(shù)路線
    2.4 研究創(chuàng)新點(diǎn)
3 元素Ca對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-xCa合金的相特征、力學(xué)性能和電化學(xué)腐蝕行為研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料制備
        3.2.2 研究方法
    3.3 結(jié)果分析
        3.3.1 OM/SEM顯微組織觀察
        3.3.2 EPMA元素分布與相特征
        3.3.3 力學(xué)性能
        3.3.4 恒溫動(dòng)電位極化測(cè)試
        3.3.5 恒溫靜態(tài)浸泡評(píng)估
    3.4 機(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
4 稀土元素Nd對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-xNd合金組織演變、力學(xué)性能、膜層形成機(jī)制和降解機(jī)理影響規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    4.3 結(jié)果分析
        4.3.1 Nd對(duì)合金微觀組織演變規(guī)律和微區(qū)分析
        4.3.2 Nd添加對(duì)力學(xué)性能影響規(guī)律
        4.3.3 動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜分析
        4.3.4 靜態(tài)降解評(píng)估及降解形貌觀察
        4.3.5 降解輪廓與成因分析
    4.4 腐蝕機(jī)制
        4.4.1 膜層特征對(duì)腐蝕性能影響規(guī)律
        4.4.2 含Nd第二相對(duì)腐蝕影響作用
    4.5 本章小結(jié)
5 均質(zhì)化處理對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-xCa/yNd合金微區(qū)特性、力學(xué)性能、細(xì)胞毒性測(cè)試和降解行為影響規(guī)律研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料制備
        5.2.2 浸提液制備與細(xì)胞毒性評(píng)估
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 合金DSC差熱分析和熱處理制度確定
        5.3.2 均勻化過(guò)程中擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)模型
        5.3.3 顯微組織特征及微區(qū)分析
        5.3.4 相特征
        5.3.5 力學(xué)性能
        5.3.6 電化學(xué)極化曲線和阻抗譜分析
        5.3.7 靜態(tài)浸泡評(píng)估
        5.3.8 3D降解形貌及成因
        5.3.9 生物相容性測(cè)試
        5.3.10 均勻化對(duì)腐蝕影響機(jī)制
    5.4 本章小結(jié)
6 第二相含量與晶粒尺寸耦合性對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-xCa/yNd合金力學(xué)性能和降解行為影響規(guī)律研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    6.3 結(jié)果分析
        6.3.1 組織及相特征演變
        6.3.2 力學(xué)性能
        6.3.3 電化學(xué)極化測(cè)試
        6.3.4 靜態(tài)浸泡評(píng)估
    6.4 結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
7 熱軋對(duì)Mg-2Zn-0.2Mn-xNd合金的局部腐蝕、特殊陽(yáng)極相溶解和膜層破壞機(jī)制影響規(guī)律
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    7.3 結(jié)果分析
        7.3.1 顯微組織
        7.3.2 力學(xué)性能
        7.3.3 開路電位
        7.3.4 動(dòng)電位極化測(cè)試
        7.3.5 恒溫浸泡和表面膜層特征
        7.3.6 腐蝕產(chǎn)物組分析
        7.3.7 局部3D腐蝕輪廓
    7.4 討論分析
        7.4.1 細(xì)晶結(jié)構(gòu)對(duì)合金腐蝕行為影響規(guī)律
        7.4.2 特殊陽(yáng)極分布對(duì)腐蝕影響規(guī)律
    7.5 本章小結(jié)
8 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3790252