ZM61-xCa合金組織性能及成分優(yōu)化研究.pdf

1、生物醫(yī)用材料正在蓬勃發(fā)展，生物材料已經(jīng)成為生命科學研究中最活躍，也是最重要的一個領域。目前國內外應用比較成熟的生物醫(yī)用金屬材料主要有醫(yī)用不銹鋼、醫(yī)用鈷基合金、醫(yī)用鈦及鈦合金。但是這些材料在生理環(huán)境下，會因生理腐蝕出現(xiàn)應力遮擋效應、有毒金屬離子釋放及一些慢性炎癥等等,而且大部分醫(yī)用金屬材料都屬于惰性材料，是永久植入物，都需要進行二次手術取出。
　　近年來，學者研究發(fā)現(xiàn)鎂合金有作為植入材料的潛力，其密度及彈性模量與人體骨骼的非常接近，

2、而且鎂合金具有良好的生物相容性和生物可降解性。但是鎂合金的化學性質比較活潑，在人體這個復雜的環(huán)境中腐蝕速率極快，嚴重制約著鎂合金在生物醫(yī)用材料方面的應用。本課題就是在ZM61鎂合金的基礎上，通過添加Ca元素，來提高合金的耐腐蝕性能，用以滿足生物材料應用的要求。
　　采用ZM61合金和Mg-30Ca中間合金，熔煉制備出含Ca量分別為0％、0.3%、0.5%及1.0%的合金。運用試樣在SBF溶液中的析氫測試、pH值測試及電化學測試等方

3、法，并通過金相觀察、X射線衍射分析、SEM形貌分析以及EDS能譜分析等表征手段，對Ca含量對ZM61合金組織和性能的影響，篩選出Ca含量最佳的ZM61鎂合金。在此基礎上，對Ca含量最佳的鎂合金進行熱處理，并分析了熱處理對該合金組織和性能的影響。實驗結果表明：
　　(1)鑄態(tài)ZM61-XCa合金的晶粒尺寸會隨著Ca含量的增加而減小，當Ca含量達到1.0%時，合金的晶粒得到明顯細化。
　　(2)鑄態(tài)ZM61-1.0Ca合金的物有

4、α-Mg基體相、條狀Ca2Mg6Zn3相、片狀共晶組織(α-Mg+Ca2Mg6Zn3)相以及以顆粒形式存在的富Mn相。
　　(3)鑄態(tài)ZM61-XCa合金的耐腐蝕性能隨著Ca含量的增多呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，當Ca含量為0.5時合金的耐腐蝕性最好。
　　(4)ZM61-0.5Ca合金經(jīng)過退火處理后，枝晶數(shù)量明顯減少，成分偏析得到緩和；經(jīng)過時效處理后在三角晶界處出現(xiàn)了片狀析出相，而且出現(xiàn)了Mg2Ca相。
　　(5)ZM