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作为可降解生物材料,锌合金对比于镁合金和铁基合金具有更适宜的腐蚀速率,且锌同镁一样在人体内作为微量元素具有不可替代的作用,因此开发新型锌合金具有十分重要的意义。目前来对于可降解生物锌合金的研究较少,大部分以铸态合金为主。其中铸造的Zn-Mg二元合金虽然具有适宜的降解速度,但其力学性能较差,无法满足人体对植入材料的要求。因此本文以合金化的方式在Zn-Mg二元合金的基础上添加合金元素Mn和Ca,通过反向热挤压工艺制造出Zn-Mg-Mn和Zn-Mg-Ca三元合金,利用金相显微镜、X射线衍射仪、万能材料试验机以及维氏硬度计等一系列实验设备,研究合金元素Mn、Ca的添加对Zn-Mg二元合金的显微组织、力学性能及腐蚀速率的影响,从而为后续可降解Zn合金的研究提供有价值的基础数据。实验结果表明,对于挤压态 Zn-0.05Mg-xMn(x=0.1、0.2、0.3)和 Zn-0.2Mg-xMn(x=0.1、0.3、0.5、0.8)三元合金,随着Mn含量的增加,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐增大。其中 Zn-0.05Mg-xMn(x=0.1、0.2、0.3)拉伸屈服强度由 Zn-0.05Mg 的 157MPa逐渐提高到Zn-0.05Mg-0.3Mn的270MPa,抗拉强度由227MPa逐渐提高到282MPa;延伸率对比于 Zn-0.05Mg 二元合金有所下降。Zn-0.2Mg-xMn(x=0.1、0.3、0.5、0.8)三元合金中屈服强度由Zn-0.2Mg的182MPa逐渐提高到Zn-0.2Mg-0.8Mn的326MPa,抗拉强度由240MPa逐渐提高到403MPa;延伸率随Mn含量增加先增大后减小,由Zn-0.2Mg的18.5%逐渐增加到Zn-0.2Mg-0.5Mn的29%,Mn含量增加到0.8%时降低至18%与Zn-0.2Mg合金相近。经过显微组织观察和XRD分析,合金基体组织均为等轴晶,说明挤压过程中发生了动态再结晶过程,随着Mn含量的增加合金的晶粒尺寸明显减小,合金中出现沿挤压方向趋于带状分布的第二相颗粒,第二相主要为Mg2Zn11和MnZn13两种,尺寸在0.5μm～5μm之间;且随着Mn含量的增多,第二相MnZn13含量随之增加;起到抑制再结晶晶粒的长大的作用。说明Mn的添加由于其第二相强化与细晶强化共同作用明显提高了锌合金的强度与塑性。对于挤压态Zn-0.2Mg-xCa(x=0.06、0.15、0.3)合金而言,随着Ca的添加及含量增加,合金的屈服强度、抗拉强度较Zn-0.2Mg略有提高,其中在Zn-0.2Mg-0.3Ca时达到最大,分别为200MPa和260MPa;而延伸率则显著降低到5%～10%之间。合金组织依然为等轴晶,随着Ca含量的增加,合金的平均晶粒尺寸未有太大变化。根据SBF模拟体液浸泡实验结果表明,加入合金元素Mn和Ca后,三元合金的腐蚀速率较纯Zn及Zn-Mg二元合金均有所降低,且在8天之后达到最低腐蚀速率,并趋于稳定,大约维持在0.5～2g/m2/d之间,说明Mn和Ca添加都能够提高Zn及Zn-0.2Mg合金的耐蚀性。