固溶处理及挤压态Mg-2.2Nd-xSr-0.3Zr镁合金的显微组织与生物腐蚀行为(英文)

采用重力铸造制备Mg-2.2Nd-x Sr-0.3Zr(x=0,0.4和0.7,质量分数,%)镁合金。为使组织均匀,对铸态合金进行了固溶处理,并对固溶处理后的合金进行热挤压。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察合金的组织;采用失重、析氢和Tafel极化法分析合金在模拟体液中的生物腐蚀行为。研究结果表明:随着Sr含量的增加,固溶处理态合金中的残余共晶相增加,挤压后晶粒显著细化。3种腐蚀性能测试方法均表明固溶处理态合金的耐蚀性能随Sr含量的增加而显著降低,而挤压态合金的耐蚀性能随Sr的加入而提高。然而,Tafel极化法获得的挤压态合金的腐蚀趋势和其他2种方法获得的趋势不同。

Gd离子注入对固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金生物腐蚀行为的影响

对固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金进行了钆(Gd)离子注入改性处理;采用SRIM 2008软件对Gd离子注入过程进行了模拟分析;采用光学显微镜(OM)观察了镁合金的显微组织,并利用X射线衍射仪(XRD)分析改性层中的物相组成,同时结合X射线光电子能谱(XPS)表征改性层中化学成分与元素价态,采用电化学实验及析氢实验评价了基体镁合金与注入镁合金在模拟体液(SBF)中的生物腐蚀行为。结果表明:Gd离子注入有助于提高固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金在SBF中耐生物腐蚀性能,且当注入剂量为2.5×10^(16)cm^(-2)时,注入镁合金的耐生物腐蚀性能最佳。

脉冲磁场对镁铜合金组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响

在生物医用Mg-0.6Cu合金的凝固过程中施加脉冲磁场处理,研究脉冲电压对合金凝固组织、力学性能及生物腐蚀行为的影响。结果表明:随着放电电压的增加,在合金凝固组织逐渐细化的同时,第二相的数量也逐渐降低;当脉冲电压为300 V时,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率均逐渐提高,其较未处理合金分别提高了49.4%、45.7%和114.3%;试样在37℃的SBF溶液中的析氢速率、腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐降低,同时,其自腐蚀电位也逐渐向正向移动,这表明合金的耐腐蚀性能逐渐提高。

Ti-Zr-Cu-Co-Sn-Si块体非晶合金的形成及生物腐蚀行为和力学性能

采用铜模铸造法制备了不含高生物毒性元素Ni和Be及贵金属元素的生物医用型Ti87-xZr7.5CuxCo2.5Sn2Si1（x=39,40,42,原子分数/%）块体非晶合金,并对其非晶形成能力、热稳定性、生物腐蚀行为及力学性能进行了研究。结果表明：该系非晶合金临界直径为2-3mm,并具有较高的热稳定性,其过冷液体温度区间为44-51K。Ti-Zr-Cu-Co-Sn-Si非晶合金在模拟人体体液环境中表现出高耐腐蚀性能,在37℃的磷酸盐缓冲溶液中发生自钝化,钝化电流密度低,且其开路电位和孔蚀电位随着Ti含量的增加而提高。该系非晶合金具有良好的力学性能,压缩断裂强度达2309MPa,弹性模量为92-100GPa。

Zn对Mg-Si合金组织与生物腐蚀行为的影响

研究了Zn对Mg-1.38Si合金凝固组织和生物腐蚀行为的影响。结果表明,Zn对合金中的MgSi相具有较好的变质作用。添加Zn后,多边形状的初生MgSi相转变为尺寸更为细小的颗粒状,同时,共晶MgSi相也得到细化。随着Zn含量增加,合金中MgSi相的数量逐渐降低,试样在SBF溶液中的腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐降低,自腐蚀电位也逐渐向正向移动,表明合金的耐腐蚀性能逐渐提高。Zn添加量为1.5%时,合金的耐腐蚀性能最佳。

Sr对Mg-1.38Si合金凝固组织与生物腐蚀行为的影响

向Mg-1.38Si合金中添加Sr,主要研究了Sr含量对Mg-1.38Si合金凝固组织和生物腐蚀行为的影响。结果表明,Sr对Mg-1.38Si合金中的Mg2Si相具有较好的变质效果。随着Sr含量增加,共晶Mg2Si相形貌由粗大的汉字状逐渐转变为细小的短棒状,初生Mg2Si相形貌也由粗大的多边形状转变为细小的颗粒状。随着Sr含量增加,4种合金的析氢速率、腐蚀速率和自腐蚀电流密度均逐渐增大,表明合金在人体模拟组织液(SBF)中的耐腐蚀性能逐渐降低。

新型Ti-Zr基非晶合金在齿科应用中的生物安全性研究

本文研究一种齿科应用中修复用新型Ti-Zr基非晶合金的生物安全性。通过对该新型Ti-Zr基非晶合金进行模拟唾液环境下的生物腐蚀行为试验、细胞毒性试验及血小板粘附试验等,分析其生物性耐腐蚀性能、金属离子析出浓度、细胞毒性和血液相容性,并设置对照组试验。模拟唾液环境下该新型Ti-Zr基非晶合金具有比Ti-6Al-4V更为优良的生物耐腐蚀性能,且腐蚀液中离子的析出浓度更低;细胞毒性试验结果显示该新型非晶合金无细胞毒性,细胞毒性反应等级为0级;血小板粘附试验结果显示该新型非晶合金具有良好的血液相容性。

微量CaO对Mg-2Zn-0.5Sr医用镁合金显微组织、力学性能及抗腐蚀性能的影响

以Mg-2Zn-0.5Sr合金为基体,采用搅拌熔炼制备含微量CaO颗粒(0.1%、0.3%,质量分数,下同)的复合材料。均匀化热处理后,观察显微组织,测试力学性能,研究材料在Kokubo模拟体液中的腐蚀性能。结果发现,CaO颗粒机械地富集于晶界及晶粒内的第二相与基体之间,使Mg-2Zn-0.5Sr合金晶粒细化,强度提高,但对塑性影响不一。CaO颗粒的添加使Mg-2Zn-0.5Sr合金腐蚀电位正移。浸泡实验表明,Mg-2Zn-0.5Sr的腐蚀速率为11.74 mm/a,0.1%CaO使腐蚀速率降低约18.2%,而0.3%CaO使腐蚀速率增高约52.0%。综合表明,Mg-2Zn-0.5Sr/0.1CaO表现出较高的强度和较佳的耐腐蚀性能。

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究（英文）

针对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca的显微组织、力学性能以及生物腐蚀行为,采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸实验机、电化学以及浸泡测试方法进行了研究。XRD结果表明Mg-3Zn-0.2Ca合金中的第二相主要为Mg_7Zn_3,Mg_2Zn_3,Mg_4Zn_7等金属间化合物相。相比于铸态,经过56:1挤压比变形后的Mg-3Zn-0.2Ca合金晶粒明显细化,平均晶粒尺寸从119.1μm降到2.5μm,降低了47.6倍。挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的屈服强度(0.2%TYS)、抗拉强度以及延伸率分别为205,336 MPa和17.85%,电化学以及浸泡测试表明挤压态合金的耐蚀性明显优于铸态Mg-3Zn-0.2Ca合金,其主要归因于晶粒细化。新设计的生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出了良好的综合力学性能以及生物耐蚀性。