本文關鍵詞：鎂合金在模擬人體體液中腐蝕行為的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，隨著醫(yī)用材料需求增加，，生物可降解材料發(fā)展迅速。鎂合金是人體新陳代謝必需元素，具備良好的生物相容性，同時還滿足生物材料力學性能條件，目前已經(jīng)發(fā)展為最具潛力的生物可降解材料。但是鎂化學性質(zhì)活潑導致其耐蝕性能很差，作為可降解材料使用會因腐蝕過快而使得植入器械提前失效。在AZ系列商用鎂合金研究較為成熟的基礎上，可將其應用于生物可降解鎂合金研究。本課題的研究對象為AZ80以及含稀土的AZ80+1Nd鎂合金。 本文研究了不同熱處理工藝下的兩種合金在模擬人體體液中的腐蝕，得出熱處理對兩種合金腐蝕的影響規(guī)律；研究了不同PH值的模擬人體體液對兩種合金腐蝕性能的影響；研究了模擬人體體液中各個離子對合金耐蝕性的影響。通過浸泡析氫實驗、浸泡失重實驗以及電化學實驗研究合金在模擬人體體液中的腐蝕規(guī)律；通過對腐蝕的宏觀照片和微觀照片分析，研究其腐蝕形貌變化以及腐蝕類型；用XRD進行腐蝕產(chǎn)物分析。 結(jié)果表明：固溶處理后的AZ80以及AZ80+1Nd合金耐蝕性最差，固溶+時效處理后耐蝕性隨時效時間的延長，呈先增強后減弱的趨勢。由于Nd的加入生成較為穩(wěn)定的AlNd和Al2Nd相，使得AZ80+1Nd合金耐蝕能好于AZ80合金。電化學實驗表明，熱處理更易影響鎂合金陽極溶解反應。實驗得出了AZ80+1Nd合金的平均腐蝕速度和析氫量變化很小，固溶+36h時效處理后的析氫量僅有2.8ml，浸泡5天后的平均腐蝕速度為0.0433mg/cm2day，可期望用于生物可降解鎂合金的進一步研究。形貌觀察顯示兩種合金的腐蝕類型均為點蝕和絲狀腐蝕。XRD分析兩種合金主要腐蝕產(chǎn)物為Mg(OH)2，其余的腐蝕產(chǎn)物還有Mg3(PO4)2、MgS2O7以及MgCO3等。 鑄態(tài)AZ80和AZ80+1Nd合金在不同PH值的模擬人體體液中腐蝕后，浸泡析氫和失重實驗表明PH值與兩種合金腐蝕速度呈反比，即PH值升高，腐蝕速度降低。電化學分析可得，隨著PH值增大，自腐蝕電位逐漸增大，自腐蝕電流密度逐漸減小，兩合金腐蝕速度減小。 由鑄態(tài)AZ80和AZ80+1Nd合金在不同離子的溶液中腐蝕情況可得， Cl 和SO2 4離子對兩合金腐蝕起到加速作用，HPO42-、H2PO4-、HCO3-和葡萄糖起到緩蝕作用，其中HPO42-與H2PO 4離子緩蝕更明顯。形貌觀察顯示兩合金腐蝕類型均為點蝕和絲狀腐蝕，主要的腐蝕產(chǎn)物為Mg(OH)2。同時發(fā)現(xiàn)含HPO42-與H2PO4-離子的溶液中產(chǎn)生了具有保護性作用的Mg3(PO4)2，含HCO3-離子溶液中形成少量MgCO3，而葡萄糖未直接參與腐蝕產(chǎn)物形成。
【關鍵詞】：AZ80合金 AZ80+1Nd合金 腐蝕 模擬人體體液 PH值
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 引言11
• 1.2 醫(yī)用金屬植入材料簡介11-13
• 1.2.1 醫(yī)用不銹鋼12
• 1.2.2 Co 基合金12-13
• 1.2.3 Ti 基合金13
• 1.2.4 其他醫(yī)用金屬植入材料13
• 1.3 鎂合金作為生物可降解材料的研究13-15
• 1.3.1 生物可降解鎂合金的優(yōu)勢和存在問題14
• 1.3.2 生物可降解鎂合金的材料的發(fā)展14-15
• 1.4 鎂合金的腐蝕性能研究15-20
• 1.4.1 鎂合金的腐蝕機理15-16
• 1.4.2 鎂合金腐蝕類型16-18
• 1.4.3 提高鎂合金耐蝕性能的途徑18-20
• 1.5 本課題的研究意義20-21
• 1.6 本課題主要研究內(nèi)容21-22
• 2 實驗材料及方法22-29
• 2.1 實驗材料22-23
• 2.2 顯微組織與形貌分析方法23
• 2.2.1 金相制備23
• 2.2.2 掃描電鏡分析23
• 2.2.3 X 射線衍射分析23
• 2.3 熱處理實驗方法23-24
• 2.4 硬度試驗24
• 2.5 溶液的配置24-25
• 2.6 腐蝕速度測試實驗25-26
• 2.6.1 試樣的制備25
• 2.6.2 浸泡析氫實驗25-26
• 2.6.3 浸泡失重實驗26
• 2.7 電化學腐蝕實驗26-28
• 2.7.1 試樣的制備26-27
• 2.7.2 開路電位測試27
• 2.7.3 極化曲線測試27-28
• 2.8 實驗技術路線28-29
• 3 熱處理對 AZ80 以及 AZ80+1Nd 在模擬人體體液中的腐蝕性能的影響29-46
• 3.1 引言29
• 3.2 熱處理對鎂合金顯微組織以及硬度的影響29-33
• 3.3 AZ80 以及 AZ80+1Nd 合金在模擬人體體液中的腐蝕性能研究33-44
• 3.3.1 腐蝕速度測試實驗33-37
• 3.3.2 形貌與產(chǎn)物分析37-41
• 3.3.3 電化學腐蝕實驗41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 4 PH 值對 AZ80 以及 AZ80+1Nd 在模擬人體體液中的腐蝕性能的影響46-52
• 4.1 引言46-47
• 4.2 腐蝕速度測試實驗47-50
• 4.2.1 浸泡析氫47
• 4.2.2 浸泡失重47-48
• 4.2.3 宏觀形貌分析48-50
• 4.3 電化學腐蝕實驗50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 模擬人體體液中各成分對 AZ80 以及 AZ80+1Nd 合金腐蝕性能的影響52-65
• 5.1 引言52
• 5.2 腐蝕速度測試實驗52-57
• 5.2.1 浸泡失重52-55
• 5.2.2 浸泡析氫55-57
• 5.3 形貌與產(chǎn)物分析57-62
• 5.4 電化學腐蝕實驗62-64
• 5.4.1 開路電位測試62-63
• 5.4.2 極化曲線測試63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 6 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果71-72
• 致謝72-73

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：鎂合金在模擬人體體液中腐蝕行為的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：375036