生物可降解镁合金支架基体材料腐蚀性能的研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:baobei_jing
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本课题研究Mg-Y-Nd-(La+Ce)-Zr稀土镁合金作为生物可降解镁合金支架材料的腐蚀行为。为了研究所加稀土元素对合金腐蚀性能的影响,设计合金中Y,Nd和(La+Ce)元素的相对含量,制备出不同成分、不同热处理状态的镁合金材料。采用浸泡实验和电化学测试技术研究镁合金的腐蚀性能与机理。浸泡实验主要通过在每个时间节点溶液pH值和平均腐蚀速率的测定来评定镁合金耐蚀性能。通过扫描电镜和能谱研究腐蚀前后镁合金的表面形貌,分析合金腐蚀的过程。通过电化学分析测试技术研究镁合金材料在腐蚀前期、中期和后期的反应机理。本文首先比较同一合金成分铸态和热处理态镁合金在成分和组织结构上所引起的腐蚀性能的差异,随后分别研究各种成分铸态和热处理态的腐蚀性能。为了更好地分析腐蚀过程合金的腐蚀形貌和反应机理,进行了纯镁在氯化钠溶液、磷酸氢根溶液和磷酸缓冲溶液(PBS)的浸泡试验。通过对比纯镁和镁合金的腐蚀形貌,得出实验结果。在此基础上,本文通过对电化学分析测试结果的研究,分析各种镁合金材料的腐蚀性能,并研究点蚀对实验结果的影响。比较浸泡实验和电化学测试数据结果的一致性。结果表明:同一成分下铸态镁合金的耐蚀性能最差,而热处理后镁合金的耐蚀性能显著提高,且腐蚀速率随浸泡时间的曲线表现出一定规律,这主要与合金成分的均匀性有关;不同成分同一状态镁合金的耐蚀性能主要与合金化元素的性质、合金的组织结构有关。经过分析,合金5经过固溶时效处理后,其浸泡初期的平均腐蚀速率较低,浸泡十天后腐蚀速率为0.292mm/a。铸态合金5则表现出较好的抗点蚀能力。合金2经过热处理后,浸泡过程不同时间节点的平均腐蚀速率在0.3mm/a~0.6 mm/a范围内变化,通过电化学分析发现其在腐蚀过程中不会产生电流密度的突然变化,具有降解可控的特点。
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