生物可降解Mg-ZN-Ca(Sn)非晶的制備及其性能研究.pdf

1、鎂合金具有獨(dú)特的化學(xué)和力學(xué)性能，良好的生物相容性和生物可降解性，作為生物材料具有明顯的優(yōu)勢和廣闊的潛在應(yīng)用價(jià)值。深共晶點(diǎn)成分附近的合金具有較高的非晶形成能力。
　　基于此，本文采用多相平衡熱力學(xué)相圖計(jì)算方法進(jìn)行合金成分設(shè)計(jì)，用中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉合金后采用單輥甩帶法制備非晶合金，通過XRD和DSC研究了Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力，利用電化學(xué)工作站對Mg-Zn-Ca合金在模擬人體體液環(huán)境中的腐蝕行為進(jìn)行了表征。在此基礎(chǔ)上研究S

2、t對Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力和腐蝕行為的影響。
　　相圖計(jì)算結(jié)果表明，Mg-Zn-Ca合金的深共晶點(diǎn)溫度為257℃，合金成分為Mg-33at.％Zn-9at.％Ca。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了 Mg-33at.％Zn-7at.％Ca和Mg-33 at.％Zn-10at.％Ca合金。當(dāng)銅輥轉(zhuǎn)速為40m/s時(shí)合金為完全非晶(銅輥直徑為300mm，寬度為35mm);當(dāng)銅輥轉(zhuǎn)速為30m/s時(shí)，合金組織的基體為非晶，在基體中含有少量的CaZ

3、n2晶體相。XRD、DSC測試結(jié)果，以及吉布斯自由能和Kissinger法的計(jì)算結(jié)果表明，三個(gè)合金中Mg-33Zn-7Ca合金的非晶形成能力優(yōu)于Mg-33Zn-9Ca和Mg-33Zn-10Ca合金;當(dāng)Ca含量從7at.％增加到10at.％時(shí)，合金的自腐蝕電位從-1.44V增加到-1.36V，且腐蝕電流密度從293μA/cm2變?yōu)?15μA/cm2，說明隨著Ca含量的增加，鑄態(tài)合金的耐蝕性逐漸增加，Mg-33Zn-10Ca合金的耐蝕性最好

4、，經(jīng)過快速冷卻制備的Mg-33Zn-10Ca非晶態(tài)合金的腐蝕電位為-0.97V，腐蝕電流密度為9.22μA/cm2，與鑄態(tài)合金相比其耐蝕性提高了30倍。非晶合金耐腐蝕變化規(guī)律與鑄態(tài)合金相同。
　　在快速凝固過程中，當(dāng)輥面轉(zhuǎn)速為30m/s時(shí)，Mg-33Zn-9Ca合金為以非晶為基體，并含有少量的CaZn2晶體相，加入0.25at.％Sn元素后，晶體相消失，說明Sn的加入能夠提高M(jìn)g-Zn-Ca合金的非晶形成能力。但隨著Sn含量的增加