Zr含量对生物材料Mg-2Zn合金显微结构与耐腐蚀性能影响

采用机械合金化及真空热压烧结方法制备了3种不同Zr含量的Mg-2Zn合金(Mg-2Zn,Mg-2Zn-0.5Zr,Mg-2Zn-1Zr),并通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)及在SBF模拟体液中进行动电位极化曲线测试和浸泡24 h失重实验,对比研究了3种合金的显微结构与耐蚀性能。结果表明,Mg-2Zn合金的晶粒粗大,含Zr合金的晶粒细长,晶粒明显细化,其中含0.5Zr合金的晶粒最小,约为2μm,含1Zr合金的晶粒约为5μm。浸泡实验中Mg-2Zn合金的腐蚀速率最大,含0.5Zr时合金的腐蚀速率最小,Zr含量过多时,合金的腐蚀速度反而增大。电化学测试中Mg-2Zn合金的自腐蚀电流密度最大,而含0.5Zr合金的自腐蚀电流密度最小,耐蚀性能最好。

机械合金化法制备Mg-Zn合金的耐腐蚀性能

采用高能球磨及真空热压烧结方法制备了4种不同Zn含量的Mg-Zn合金。通过在SBF模拟体液中进行动电位极化曲线测试及浸泡24h的质量损失试验,对比研究了4种Mg-Zn合金的耐蚀性。结果表明,球磨粉末与烧结的合金锭中均含有第二相Mg2Zn3、MgZn2,且Zn的含量越高,第二相含量越高。Mg-5Zn、Mg-10Zn合金的质量损失明显大于Mg-1Zn、Mg-3Zn合金,第二相Mg2Zn3、MgZn2是影响Mg-Zn合金耐蚀性的主要原因。Zn元素在腐蚀液中生成的一定量的ZnO钝化膜可以与Mg(OH)2共同保护基体,所以Mg-3Zn合金的耐蚀性在4种合金中最好。