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生物可降解Mg-Zn系合金及其复合材料研究

作　者: 何胜英
导　师: 陈民芳
学　校: 天津理工大学
专　业: 材料学
关键词: 镁合金力学性能耐蚀性热挤压镁基复合材料
分类号: TG146.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

镁合金及其复合材料具有优异的生物相容性,并能在体内降解,替代不锈钢、钛合金等传统医用金属材料用于临床可有效地避免二次手术,具有广阔的应用前景。但镁合金过快的腐蚀降解速率是制约其临床应用的一大问题。此外,生物安全镁合金的力学性能也较低,因此有必要采取相应的措施来控制其腐蚀速度,提高其力学性能。本研究首先制备了Mg-3.0wt%Zn合金、Mg-3.0wt%Zn-0.8wt%Zr合金和Mg-3.0wt%Zn-1.0wt%Ca合金,通过显微组织观察、力学性能测试和体外腐蚀降解试验,研究微量Zr、Ca元素的添加对Mg-Zn合金组织及性能的影响;对比了两种热挤压比对Mg-Zn-Zr合金组织与性能的影响;将含量分别为0.5,1.0,1.5 (in wt. %)的纳米β-TCP颗粒添加到Mg-Zn-Zr合金基体中,制备出β-TCP/Mg-Zn-Zr复合材料,并在Mg-Zn-Ca合金基体中添加含量分别为1.0,3.0 (in wt. %)的n-HA颗粒,制备出n-HA/Mg-Zn-Ca复合材料,并探讨添加不同量的纳米增强体对复合材料组织及性能的影响,结果表明:1.分别添加微量Zr和Ca元素可以显著细化Mg-Zn合金晶粒,提高合金的强度、硬度以及塑性,改善合金的耐蚀性。2.热挤压变形可显著细化Mg-Zn-Zr合金晶粒,改善其力学及腐蚀性能;且挤压比为56的效果强于挤压比为14的热挤压变形。3.分别添加不同量的β-TCP和n-HA增强体,并使之均匀分布于Mg-Zn-Zr和Mg-Zn-Ca基体中,复合材料的晶粒明显细化,含有适量纳米增强体的1.0β-TCP/Mg-3.0Zn-0.8Zr和1.0n-HA/Mg-3.0Zn-1.0Ca复合材料的力学性能及在模拟体液中的抗蚀性较合金基体显著提高。

生物可降解Mg-Zn系合金及其复合材料研究

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