本文關(guān)鍵詞：高應(yīng)變速率軋制對(duì)鎂合金體外腐蝕行為的影響及其機(jī)理研究

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【摘要】：鎂合金以其良好的力學(xué)相容性、優(yōu)異的生物相容性以及可降解性等優(yōu)點(diǎn),成為新型生物可降解植入材料,有望用作血管支架和骨植入材料。鎂合金作為醫(yī)用材料需要同時(shí)具備良好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能,而通過細(xì)化晶粒能同時(shí)滿足上述兩種要求。目前,有關(guān)高應(yīng)變速率軋制態(tài)細(xì)晶鎂合金的生體腐蝕行為的研究報(bào)道較少。本文系統(tǒng)地研究了高應(yīng)變速率軋制對(duì)鎂合金生體腐蝕行為的影響及其作用機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：(1)軋制態(tài)鎂材料的腐蝕規(guī)律不同于鑄態(tài)合金。隨著浸泡時(shí)間的延長,軋制態(tài)鎂材料在0.9%NaCl和Hank's溶液中的平均腐蝕速率逐漸降低。與常規(guī)軋制相比,高應(yīng)變速率軋制態(tài)鎂合金在Hank's溶液中的平均腐蝕速率較低,自腐蝕電位更正和腐蝕電流密度更低,表現(xiàn)出更好的耐生體腐蝕性。同時(shí),高應(yīng)變速率軋制鎂合金在長時(shí)間浸泡過程中呈現(xiàn)較小的抗拉強(qiáng)度下降幅度。以ZK60在Hank's溶液中浸泡15d為例,高應(yīng)變速率軋制板材的平均腐蝕速率為0.29mg·cm-2·d-1；常規(guī)軋制板材的平均腐蝕速率為0.31 mg·cm-1·d-1；高應(yīng)變速率軋制板材的抗拉強(qiáng)度下降幅度為20%,而常規(guī)軋制板材的抗拉強(qiáng)度下降幅度為23%。(2)與常規(guī)軋制相比,高應(yīng)變速率軋制可以提高鎂材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度和細(xì)化晶粒。以ZK60為例,高應(yīng)變速率軋制板材的平均晶粒尺寸為2.6μm,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)達(dá)90%以上；常規(guī)軋制板材的平均晶粒尺寸為8μm,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)為60%。(3)與常規(guī)軋制相比,高應(yīng)變速率軋制態(tài)ZK60合金中晶粒更為細(xì)小,再結(jié)晶程度更高、孿晶體積分?jǐn)?shù)低、殘余第二相相對(duì)粗大、納米級(jí)β1相更為細(xì)密、殘余壓應(yīng)力較低且基面織構(gòu)強(qiáng)度稍高。(4)高應(yīng)變速率軋制提高鎂合金耐生體腐蝕性能的原因在于晶粒細(xì)化、再結(jié)晶較充分、位錯(cuò)密度低、孿晶少、殘余第二相相對(duì)粗大、納米級(jí)β1相更細(xì)密和基面織構(gòu)強(qiáng)度稍高等。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 軋制 微觀組織 生體腐蝕
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 課題研究背景14-15
• 1.2 醫(yī)用鎂合金材料的發(fā)展概況與存在的問題15-19
• 1.2.1 發(fā)展概況15-16
• 1.2.2 提高醫(yī)用鎂合金材料耐蝕性的研究進(jìn)展16-19
• 1.2.3 存在的問題19
• 1.3 影響鎂合金腐蝕行為的內(nèi)在因素及其研究進(jìn)展19-23
• 1.3.1 晶粒尺寸的影響19-20
• 1.3.2 第二相特征的影響20-21
• 1.3.3 合金元素分布特征的影響21-22
• 1.3.4 織構(gòu)特性的影響22
• 1.3.5 晶界結(jié)構(gòu)的影響22-23
• 1.3.6 殘余應(yīng)力的影響23
• 1.4 大塑性變形對(duì)鎂合金組織與性能的影響23-25
• 1.4.1 大變形量軋制的影響23-24
• 1.4.2 等徑角擠壓的影響24-25
• 1.4.3 高壓扭轉(zhuǎn)的影響25
• 1.5 本文的研究意義和主要內(nèi)容25-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)過程及研究方法26-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)工藝流程26
• 2.2 合金材料及其制備26-28
• 2.2.1 合金熔煉與鑄造27
• 2.2.2 鑄錠的均勻化處理27-28
• 2.2.3 軋制28
• 2.3 微觀分析28-29
• 2.3.1 相結(jié)構(gòu)分析28
• 2.3.2 金相分析28
• 2.3.3 掃描電鏡分析28-29
• 2.3.4 透射電鏡分析29
• 2.3.5 織構(gòu)分析29
• 2.3.6 殘余應(yīng)力分析29
• 2.3.7 斷口分析29
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試29-30
• 2.5 體外腐蝕行為測(cè)試30-32
• 2.5.1 靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)30
• 2.5.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)30-31
• 2.5.3 浸泡拉伸實(shí)驗(yàn)31-32
• 第3章 高應(yīng)變速率軋制對(duì)鎂合金體外腐蝕行為的影響32-59
• 3.1 引言32
• 3.2 鎂及鎂合金在生理鹽水中的腐蝕行為32-40
• 3.2.1 靜態(tài)浸泡腐蝕行為32-39
• 3.2.2 電化學(xué)腐蝕行為39-40
• 3.3 鎂及鎂合金在Hank's溶液中的腐蝕行為40-56
• 3.3.1 靜態(tài)浸泡腐蝕行為40-51
• 3.3.2 電化學(xué)腐蝕行為51-53
• 3.3.3 力學(xué)性能退化規(guī)律53-56
• 3.4 分析與討論56-57
• 3.4.1 高應(yīng)變速率軋制對(duì)鎂合金耐蝕性的影響56
• 3.4.2 高應(yīng)變速率軋制對(duì)鎂合金腐蝕方式的影響56-57
• 3.4.3 腐蝕介質(zhì)對(duì)鎂合金體外耐蝕性的影響57
• 3.5 本章小結(jié)57-59
• 第4章 高應(yīng)變速率軋制提高鎂合金耐生體腐蝕性能的機(jī)理研究59-74
• 4.1 引言59
• 4.2 高應(yīng)變速率軋制與常規(guī)軋制板材的耐蝕性與微觀組織特征的相關(guān)性59-72
• 4.2.1 晶粒組織與相組成59-62
• 4.2.2 殘余第二相62-64
• 4.2.3 元素分布64-66
• 4.2.4 動(dòng)態(tài)析出相66-67
• 4.2.5 結(jié)構(gòu)67-68
• 4.2.6 殘余應(yīng)力68-70
• 4.2.7 織構(gòu)70-72
• 4.3 高應(yīng)變速率軋制提高鎂合金耐蝕性機(jī)理的綜合分析72-73
• 4.3.1 細(xì)化晶粒提高鎂合金耐蝕性分析72
• 4.3.2 第二相粒子對(duì)腐蝕行為的影響分析72-73
• 4.3.3 減少合金內(nèi)部缺陷提高鎂合金耐蝕性分析73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-82
• 致謝82-83
• 附錄A (攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)83

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本文編號(hào)：771370