本文關鍵詞：生物醫(yī)用Mg-Bi基合金的微觀組織和腐蝕行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金的綜合力學性能優(yōu)良,生物相容性好,且鎂是人體必需的微量元素之一。因此,鎂合金已成為最具潛力的金屬基生物醫(yī)用材料。目前生物醫(yī)用鎂合金的研究多集中在Mg-Al,Mg-Zn,Mg-Ca和Mg-RE合金。然而,Al是神經(jīng)毒性元素,可能會造成癡呆或引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病。Mg-Zn合金的溶血率偏高,不適合用作與血液直接接觸的生物植入材料。鑄態(tài)Mg-5Ca(或更高)的合金在室溫下的脆性較大,無法滿足生物材料的強度需求。此外,重稀土元素容易在腦中富集,同時可能會造成肝中毒。因此本課題選用Bi以及Sn元素作為合金化元素,設計的新型生物Mg-Bi基合金。通過利用金相分析(OM)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能量色散譜儀(EDS)對合金的微觀組織和腐蝕形貌進行分析。并采用失重法、析氫法和電化學方法對Mg-Bi基合金的腐蝕性能進行研究。研究結(jié)果表明:1)隨著Bi含量的增加,鑄態(tài)Mg-xBi合金的二次枝晶間距(SDAS)減小,Mg_3Bi_2相的體積分數(shù)提高,合金的耐腐蝕性能的降低。這主要歸因于Bi含量增加導致合金中陰極相Mg_3Bi_2的體積分數(shù)增加,加速了電偶腐蝕,使得合金的耐腐蝕性能下降。2)Mg-6Bi-xSn合金主要由α-Mg相和Mg_3Bi_2相組成。Mg-6Bi-1Sn合金由α-Mg相和Mg_3Bi_2相組成;當Bi含量的增加到3 wt.%時,除α-Mg相和Mg_3Bi_2相之外,合金中出現(xiàn)了少量的Mg_2Sn相。隨著Sn含量的添加,Mg-6Bi-xSn合金的二次枝晶間距從29.7μm減小到22.3μm,第二相結(jié)構(gòu)由連續(xù)的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變成半斷續(xù)分布。3)隨著Sn含量的增加,Mg-6Bi-xSn合金的耐腐蝕性能提高。主要歸因于當Sn含量增加時,合金的晶粒細化,晶界增多,在腐蝕的進程中形成了物理屏障。且合金基體中以固溶形式存在的Sn,提高了合金基體的電位,縮小了陰陽兩極之間的電位差,削弱了電偶腐蝕,進而提高了合金的耐腐蝕性能。4)鑄態(tài)Mg-6Bi-xSn合金可在400℃的軋制溫度和20 m/min的軋制速度下軋制成型。經(jīng)過軋制處理后的Mg-6Bi-2Sn合金的耐腐蝕性能提高。這主要是因為:經(jīng)過軋制處理后,晶粒得到了細化,晶界隨之增多,有效地構(gòu)成了一道腐蝕屏障網(wǎng),進而起到了阻礙腐蝕擴展的作用。
【關鍵詞】：Mg-Bi基合金 Sn 軋制 顯微組織 耐蝕性能
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22;R318.08
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 引言11
• 1.2 鎂及鎂合金11-15
• 1.2.1 純鎂11
• 1.2.2 鎂合金11-12
• 1.2.3 幾種典型的鎂合金12-14
• 1.2.4 鎂及鎂合金的應用14-15
• 1.3 鎂合金生物材料15-19
• 1.3.1 鎂合金腐蝕的影響因素15-16
• 1.3.2 鎂合金腐蝕的類型16-17
• 1.3.3 鎂合金的變形加工17-19
• 1.4 選題的意義及研究內(nèi)容19-21
• 參考文獻21-25
• 第二章 實驗合金制備及測試方法25-33
• 2.1 實驗技術路線25-26
• 2.2 合金的熔煉工藝26-28
• 2.2.1 實驗原料和熔煉裝置26
• 2.2.2 覆蓋劑與精煉劑26-27
• 2.2.3 熔煉工藝27-28
• 2.3 顯微組織與形貌分析方法28-29
• 2.3.1 金相制備28
• 2.3.2 掃描電鏡分析28-29
• 2.3.3 X射線衍射分析29
• 2.4 腐蝕速率測量實驗29-31
• 2.4.1 試樣的制備及溶液的配置29
• 2.4.2 失重法測量29-30
• 2.4.3 析氫法測量30-31
• 2.5 電化學測量31-32
• 2.5.1 試樣的制備31
• 2.5.2 電化學腐蝕實驗31-32
• 2.6 合金的軋制工藝32-33
• 2.6.1 實驗設備32
• 2.6.2 軋制工藝方案32-33
• 第三章 Mg-Bi合金的微觀組織和腐蝕性能33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 微觀組織33-35
• 3.3 拉伸性能35-36
• 3.4 腐蝕性能的研究36-41
• 3.4.1 電化學腐蝕試驗36-39
• 3.4.2 失重法測量腐蝕速率和腐蝕形貌圖39-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 參考文獻42-45
• 第四章 Mg-6Bi-xSn合金的微觀組織和腐蝕性能45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 微觀組織45-48
• 4.3 拉伸性能48
• 4.4 腐蝕性能的研究48-52
• 4.4.1 失重法測量腐蝕速率和腐蝕形貌圖48-50
• 4.4.2 電化學腐蝕試驗50-52
• 4.5 小結(jié)52-54
• 參考文獻54-57
• 第五章 軋制態(tài)Mg-Bi-Sn合金的微觀組織和腐蝕性能57-65
• 5.1 引言57
• 5.2 微觀組織57-59
• 5.3 腐蝕性能的研究59-62
• 5.3.1 析氫法59-60
• 5.3.2 腐蝕形貌圖60
• 5.3.3 電化學腐蝕試驗60-62
• 5.4 小結(jié)62-63
• 參考文獻63-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 不足與展望66-67
• 致謝67-69
• 攻讀碩士期間成果69

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙玉華;王猛;;Mg-Bi合金的顯微組織和力學性能[J];鑄造;2012年07期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 霍瑞;生物醫(yī)用Mg-Bi基合金的微觀組織和腐蝕行為研究[D];太原理工大學;2016年

2 王猛;不同制備工藝下Mg-Bi合金及組織性能研究[D];沈陽航空航天大學;2012年

  本文關鍵詞：生物醫(yī)用Mg-Bi基合金的微觀組織和腐蝕行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：501090