本文關(guān)鍵詞：ZM61Ca0.5微觀組織與仿生耐蝕性能關(guān)系的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在過去的40年中，生物材料在為人類治療疾病與減輕痛苦方面作出了巨大貢獻(xiàn)，目前應(yīng)用較為成熟的生物材料有不銹鋼、鈷基合金、鈦合金。醫(yī)用材料已在八千多種醫(yī)用器械中得到應(yīng)用，但是沒有一種材料能夠完全地滿足其臨床應(yīng)用所要求的所有性能，因此進(jìn)一步設(shè)計(jì)并開發(fā)新型生物醫(yī)用材料大有必要。 近年來，研究者發(fā)現(xiàn)鎂合金作為醫(yī)用金屬材料具有獨(dú)特的優(yōu)勢，例如良好的力學(xué)相容性、生物相容性以及可降解性，可有效地解決目前生物材料應(yīng)用中所面臨的“遮擋效益”、“毒副作用”以及“二次手術(shù)”等難題，因此鎂合金有望成為具備完美性能的新一代生物醫(yī)用材料。但是鎂合金的缺點(diǎn)是其可降解性的可控性較差，因此，提高鎂合金耐蝕性能成為急需解決的問題。本課題通過熱擠壓和熱處理來調(diào)整ZM61Ca0.5鎂合金的微觀組織，以改善其在仿生溶液中耐蝕性能，同時(shí)獲得較好的綜合力學(xué)性能。本文的主要研究結(jié)果有: ①熱擠壓可以很大程度上地改善ZM61Ca0.5鎂合金的組織結(jié)構(gòu)。隨著擠壓比的增大，合金組織得到不斷的細(xì)化，當(dāng)擠壓比為10時(shí)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶充分進(jìn)行，合金晶粒得到很大程度上細(xì)化（平均晶粒尺寸為6um)，原始粗大、條狀第二相被壓碎后，呈細(xì)小、球狀態(tài)分布。當(dāng)擠壓比為16時(shí)，晶粒發(fā)生略微的長大，同時(shí)第二相也有一定程度上地聚集。 ②通過熱擠壓之后，ZM61Ca0.5鎂合金在仿生溶液中的耐蝕性能得到改善。隨著擠壓比的增大，合金耐蝕性能呈先下降再上升再下降的趨勢。本實(shí)驗(yàn)條件下，擠壓比為10時(shí)，合金耐蝕性能最優(yōu)。 ③熱處理之后，ZM61Ca0.5鎂合金在仿生溶液中的耐蝕性能得到進(jìn)一步的改善。本實(shí)驗(yàn)條件下，，經(jīng)過330℃×8h＋380℃×16h的分級(jí)退火之后，合金的耐蝕性能最優(yōu)。 ④在經(jīng)過熱擠壓及其后續(xù)熱處理之后，ZM61Ca0.5鎂合金綜合力學(xué)性能得到改善。熱擠壓很大程度上的提高了鑄態(tài)合金的強(qiáng)度、顯微硬度以及延展性。當(dāng)擠壓比達(dá)到10之后，合金顯微硬度為81.5HV，抗拉強(qiáng)度約為280MPa，屈服強(qiáng)度約為170MPa，伸長率為13.5％；后續(xù)熱處理進(jìn)一步改善了合金力學(xué)性能，經(jīng)過固溶加時(shí)效之后，抗拉強(qiáng)度近300MPa，屈服強(qiáng)度為225MPa，伸長率為10.1％. ⑤選取鑄態(tài)、擠壓態(tài)、退火態(tài)以及固溶加時(shí)效態(tài)ZM61Ca0.5鎂合金進(jìn)行MTT毒性測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上述合金對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞（L-929）無毒性，具有良好的生物安全性。
【關(guān)鍵詞】：ZM61 腐蝕速率 擠壓變形 熱處理 生物材料
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.08;TG146.22
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 生物醫(yī)用材料9-11
• 1.2 生物醫(yī)用金屬材料11-13
• 1.2.1 不銹鋼11-12
• 1.2.2 鈷基合金12
• 1.2.3 鈦及鈦合金12-13
• 1.2.4 其他醫(yī)用金屬材料13
• 1.3 鎂基生物合金13-15
• 1.4 鎂合金的腐蝕與防護(hù)15-17
• 1.5 鎂合金的擠壓17-18
• 1.5.1 主要的加工成型方法17
• 1.5.2 擠壓對(duì)組織與性能的影響17-18
• 1.6 變形鎂合金的熱處理18-19
• 1.6.1 退火18-19
• 1.6.2 固溶處理19
• 1.6.3 時(shí)效處理19
• 1.7 課題研究意義、內(nèi)容及目的19-22
• 1.7.1 課題研究意義19-20
• 1.7.2 課題內(nèi)容及目的20-22
• 2 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法22-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備22-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備23-24
• 2.2 技術(shù)路線24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法24-30
• 2.3.1 材料的準(zhǔn)備24-25
• 2.3.2 金相的觀察25
• 2.3.3 X 射線衍射（XRD)物相分析25
• 2.3.4 SEM 結(jié)合 EDS 觀察25-26
• 2.3.5 熱分析26
• 2.3.6 熱處理26
• 2.3.7 顯微硬度測試26
• 2.3.8 拉伸試驗(yàn)26-27
• 2.3.9 體外腐蝕試驗(yàn)27-28
• 2.3.10 MTT 法細(xì)胞毒性測試28-30
• 3 不同擠壓態(tài) ZM61Ca0.5 鎂合金組織與性能30-41
• 3.1 合金的成分與擠壓工藝30
• 3.1.1 合金的成分30
• 3.1.2 合金的擠壓工藝30
• 3.2 合金的組織與物相組成30-35
• 3.2.1 金相顯微組織30-32
• 3.2.2 合金二次電子形貌（SEM)觀察32-34
• 3.2.3 物相組成34-35
• 3.3 合金的體外生物腐蝕35-41
• 3.3.1 浸泡實(shí)驗(yàn)35-36
• 3.3.2 電化學(xué)極化36
• 3.3.3 析氫實(shí)驗(yàn)36-37
• 3.3.4 腐蝕后合金的宏觀形貌37-38
• 3.3.5 合金腐蝕表面 SEM 形貌38-41
• 4 不同熱處理態(tài) ZM61Ca0.5 鎂合金組織與性能41-53
• 4.1 熱處理工藝41-42
• 4.2 合金熱處理之后的微觀組織42
• 4.3 合金 SEM 形貌及 EDS 分析42-43
• 4.4 合金熱處理之后合金的耐腐蝕性能43-48
• 4.4.1 浸泡實(shí)驗(yàn)43-45
• 4.4.2 電化學(xué)極化45
• 4.4.3 析氫實(shí)驗(yàn)45-46
• 4.4.4 腐蝕后合金的宏觀形貌46-47
• 4.4.5 試樣浸泡后的 SEM 形貌47-48
• 4.5 不同狀態(tài)合金力學(xué)性能與斷口形貌48-51
• 4.6 合金的細(xì)胞毒性51-53
• 5 分析討論53-59
• 5.1 擠壓與熱處理對(duì)合金微觀組織的影響53-54
• 5.2 擠壓與熱處理對(duì)合金生物腐蝕性能的影響54-57
• 5.3 擠壓及熱處理對(duì)合金力學(xué)性能的影響57-59
• 6 結(jié)論59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 附錄66
• A 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄66
• B 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王維青;潘復(fù)生;左汝林;;鎂合金腐蝕及防護(hù)研究新進(jìn)展[J];兵器材料科學(xué)與工程;2006年02期

2 王敬豐;覃彬;吳夏;潘復(fù)生;湯愛濤;;鎂合金防腐蝕技術(shù)的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向[J];表面技術(shù);2008年05期

3 陳先華;劉娟;張志華;潘復(fù)生;;鎂合金熱處理的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年23期

4 鄭岳華，侯小妹，楊兆雄;多孔羥基磷灰石生物陶瓷的進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);1995年03期

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本文編號(hào)：381564