AZ31鎂合金在模擬人體環(huán)境中的腐蝕行為研究.pdf

1、鎂及其合金具有比強度高、密度小以及生物相容性好的特點，作為生物醫(yī)用材料有很大潛力。鎂合金較差的抗腐蝕性能限制了其在機械工程領域的應用，卻為一種可在人體內(nèi)安全降解的生物醫(yī)用材料的開發(fā)提供了基本思路：將鎂合金醫(yī)療器械，例如鎂合金接骨釘或鎂合金血管支架。植入人體后，該植入器件會隨著病變組織的愈合逐漸降解直至消失。但是已有鎂合金在人體環(huán)境中的腐蝕速度過快，需要進一步控制。 本文通過考察Hank's模擬體液中主要陰離子對A231鎂合金腐蝕

2、行為的影響，研究了鎂合金在Hank's模擬體液中的腐蝕機理，這對于設計有針對性的控制腐蝕速度的方案具有重要意義。本文通過測量A231變形態(tài)鎂合金在不同成分的腐蝕環(huán)境中的平均腐蝕速度，發(fā)現(xiàn)Hank's模擬體液對鎂合金的腐蝕主要是在氯離子點蝕作用下的局部腐蝕；通過測量鎂合金樣品在腐蝕期間析出氫氣的量隨時間變化的曲線，發(fā)現(xiàn)Hank's模擬體液中的H2PO4-和HPO42-具有很強的緩蝕作用，可以引起鎂合金的鈍化，因此用生理鹽水研究鎂合金在人體

3、環(huán)境中的腐蝕速度會引起較大的誤差；通過測量鎂合金樣品在具有不同pH值的Hank's模擬體液中的電化學極化曲線，發(fā)現(xiàn)Hank's模擬體液pH值的升高可以提高鎂合金腐蝕反應的自腐蝕電位，降低腐蝕反應的熱力學傾向，穩(wěn)定腐蝕過程中形成的鈍化膜，從而降低了腐蝕速度。另外，本文通過掃描電子顯微鏡和表面形貌儀等表面形貌測量儀器，研究了鎂合金絲狀腐蝕的形貌特點。 采用金相顯微鏡觀察顯微組織，XRD測定相組成，失重法計算鎂合金樣品在Hank's模

4、擬體液中的腐蝕速率，掃描電鏡觀察腐蝕形貌，動電位極化曲線表征極化行為。本文通過上述實驗比較了A231變形態(tài)與鑄態(tài)鎂合金的腐蝕行為，討論了鎂合金的腐蝕機理。結果表明：腐蝕初期，A231變形態(tài)鎂合金的耐蝕性優(yōu)于A231鑄態(tài)鎂合金，其原因主要是A231鑄態(tài)鎂合金中第二相的自腐蝕電位比基體的自腐蝕電位高，加速了合金的腐蝕。腐蝕一段時間后，A231鑄態(tài)鎂合金的耐蝕性優(yōu)于A231變形態(tài)鎂合金。原因是隨著腐蝕時間延長，A231鑄態(tài)鎂合金試樣表層的Q基