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作为一种轻质金属,镁及镁合金由于具有较好的机械性能、生物相容性以及骨传导性、骨响应性和自我降解性,是一种潜在的、理想的、应用前景广阔的医用金属植入材料。众所周知,镁合金之前的应用主要集中在工业方面,作为人体植入材料是近年来发展的一个新方向,处于起步阶段,因此相关的研究报道相较工业应用方面而言较少。本文基于镁合金作为一种很有应用前景的医用植入材料,主要研究其在生理环境中的基本腐蚀行为,以为以后的临床应用提供参考。本文的主要研究内容如下:1、研究AZ91D镁合金在模拟生理环境中的基本腐蚀行为。采用两种生理液——典型模拟体液(c-SBF)和人工唾液(AS)作为实验研究的模拟生理环境,引入工业耐蚀性评估中常用的中性3.5 wt.% NaCl溶液作为对照,以评估AZ91D镁合金在工业环境和模拟生理环境中的不同腐蚀行为。中性3.5 wt.% NaCl溶液的引入还将作为一种对照介质以比较不同模拟生理液的侵蚀性强度的大小。采用XRD、FTIR、光镜、扫描电镜表征经不同测试液浸泡后的AZ91D镁合金的表面腐蚀产物膜组成和形貌。通过极化、阻抗等电化学测试方法研究AZ91D镁合金在三种介质中的腐蚀电化学行为。结果表明:与c-SBF和中性3.5 wt.% NaCl溶液相比,AZ91D镁合金在AS中的耐蚀性较好:①AS的侵蚀性能较小,②基体在AS中浸泡后表面形成了一层具有一定保护性能的磷酸钙膜层。造成耐蚀性能不同的原因主要是溶液中离子的种类和浓度不同。中性3.5 wt.% NaCl溶液中因含有大量Cl-离子而具有较强的侵蚀性能。可能由于缓冲对Tris-HCl的存在使c-SBF的侵蚀性能火于中性3.5 wt.% NaCl溶液。在浸泡过程中,Tris-HCl使样品表面的活性腐蚀加剧,并最终导致深入纵向腐蚀孔洞的形成。镁合金在中性3.5 wt.%NaCl溶液中更倾向于横向较浅的腐蚀孔洞的形成。腐蚀行为不同导致最终的腐蚀形貌也不同。本文旨在研究其相应的腐蚀行为和机理,为镁合金以后的临床植入应用提供参考数据。2、在研究AZ91D镁合金基体在模拟体液中的基本腐蚀行为的基础上,研究以新型的表面修饰方法——水热法来提高镁合金在模拟体液中的耐蚀性能,以为以后的临床应用提供参考。采用三种典型的碱液,碳酸钠(SC),碳酸氢钠(SBC)和磷酸氢二钠(DSHP)作为一步法水热处理液以在镁合金基体表面生成一层具有一定保护性能的膜层。为了深入研究水热膜层的耐蚀性能,传统的碱热处理方法也在本文中进行了研究,以作对照。此外,采用物质组成表征(XRD、FTIR)、表面形貌分析(SEM)和在c-SBF进行的腐蚀测试以及长期浸泡pH跟踪、镁离子浓度测试研究分别经水热处理和碱热处理后的膜层的耐蚀能力的信息。实验结果表明:水热处理得到的膜层晶形生长较好,呈现纳微米结构。相对于碱热处理而言,水热处理使镁合金基体表面形成的膜层大大提高了其在37℃c-SBF中的耐蚀能力。