鍶元素含量及其熱處理工藝對醫(yī)用可降解Mg-Zn-Zr-Sr合金性能的研究.pdf

1、根據(jù)可降解松質(zhì)骨螺釘?shù)姆郗h(huán)境，及其所處的位置特殊性，為了提高現(xiàn)有的生物醫(yī)用鎂合金材料的耐蝕性以及力學(xué)性能，我們選用了可降解鎂合金來做骨螺釘。鍶作為人體的必需微量元素，它具有防止動(dòng)脈硬化以及血栓形成的功能，因此本文的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是在本課題組研究的Mg-Zn-Zr合金上設(shè)計(jì)并制備不同Sr含量的Mg-Zn-Zr-Sr合金，并對其力學(xué)性能、耐腐蝕性以及細(xì)胞毒性進(jìn)行對比，探究不同含量的 Sr元素以及固溶與時(shí)效處理對鎂合金綜合性能的影響。
　　

2、本研究采用真空與惰性氣體保護(hù)的方法熔煉了 Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.1Sr、Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.3Sr及Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.5Sr合金，然后對其經(jīng)過300℃×13h均勻化退火，再將鑄錠擠壓成棒材并截取試樣，用光學(xué)顯微鏡觀察試樣的金相組織，并測量其晶粒尺寸；通過 X射線衍射儀分析 Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.1Sr、Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.3Sr及Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.5Sr

3、合金的相組成。為了探究這三種合金的力學(xué)性能，將擠壓好的棒材加工成一些拉伸試樣對其進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)；采用三電極法測量合金的極化曲線；之后再利用固溶處理和時(shí)效處理這兩種熱處理工藝，研究固溶與時(shí)效處理工藝對合金力學(xué)性能與腐蝕性能的影響；通過浸泡實(shí)驗(yàn)測出 pH值、Mg離子濃度以及失重來研究鎂合金在體外的降解速率；最后再通過細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)來檢測三種合金經(jīng)過浸泡實(shí)驗(yàn)后，利用浸提液來檢測其毒性。結(jié)果表明：
　　1. Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.

4、3Sr相比于Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.1Sr和Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.5Sr合金其力學(xué)性能，耐腐蝕性以及生物相容性最好。
　　2.將三種合金經(jīng)過固溶處理和時(shí)效處理之后，對其力學(xué)性能和耐腐蝕性再一次進(jìn)行對比，得知最適宜的熱處理工藝為在300℃×13h均勻化退火后再進(jìn)行400℃×2h的固溶處理，此時(shí)的力學(xué)性能與耐腐蝕性最好。
　　3.通過浸泡實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過固溶處理的Mg-3.2Zn-0.8Zr-0.3Sr合金的pH