可生物降解镁及镁合金表面改性研究进展

生物医用镁及镁合金可降解吸收,具有良好的生物相容性,弹性模量与人体骨接近,是理想的人体植入物材料。在体液环境中,医用镁合金腐蚀速率较快,常常导致植入物过早失效。对镁合金表面进行适当改性,可调控合金降解速率、提高生物相容性。最常见的表面改性方法是在镁合金表面生成保护性涂层,这些涂层主要包括可降解高分子涂层和一些无机涂层。综述了近几年可生物降解镁及镁合金的表面改性涂层及改性技术的最新研究动态,探讨了镁及镁合金表面制备无机涂层和可降解高分子涂层的一些改性方法;简要介绍了阳极氧化、微弧氧化、离子注入、溶胶-凝胶、等离子喷涂及化学沉积等表面改性方法的原理,并比较其优缺点;提出了可生物降解镁及镁合金表面改性涂层研究中面临的问题,并展望了未来发展方向。     

镁合金表面处理技术的发展现状

介绍了镁合金的化学转化、阳极氧化、微弧氧化、有机物涂层、金属涂层等几种常用表面处理方法的原理、特点以及所得膜层的结构和耐蚀性能等。分析了镁合金表面处理技术未来的发展方向。     

生物医用镁合金表面改性的研究进展

随着医疗技术的高速发展,镁及镁合金因其良好的生物相容性和生物力学性能,在骨科植入物和心血管支架领域具有巨大的应用前景。然而,在生理环境中的高降解率限制了镁及镁合金的临床应用。从镁合金的耐腐蚀性及生物相容性角度,综述了近年来化学转化涂层、微弧氧化涂层、钙磷涂层及可降解聚合物涂层在镁合金表面改性中的应用及特点,并展望了未来表面改性在生物医用镁合金领域的发展方向及应用前景。     

生物医用镁合金表面改性涂层研究进展

镁合金凭借其优异的生物安全性、良好的载荷传递性及独特的降解性,在医用植入领域表现出巨大的应用潜力和发展前景。然而镁合金在生理环境下的腐蚀溶解速率过快,导致材料力学性能衰减加速进而过早失效。表面改性作为镁合金耐蚀性能提升的重要途径,不仅能通过表层物理屏障的形成来减缓金属材料的溶解速率,还能抑制合金内部腐蚀电偶反应的强烈程度及调控其生物相容性。概述了典型表面改性工艺的技术优势,包括涂层在合金表面的多覆盖度、高膜层厚度、强附着力以及良好生物相容性等。同时归纳了几种表面改性工艺所存在的问题,包括较差的长期耐蚀性、低应力承受能力以及技术安全性等。在此基础上,重点综述了近年来镁合金表面改性涂层的最新研究动态,其中简要介绍了化学转化、微弧氧化、等离子喷涂等几种常见的表面改性涂层形成机制。系统阐述了涂层对镁合金降解过程和生物相容性的影响规律,以及部分元素或粒子对涂层微观结构以及生物性能的作用机理。最后展望了医用镁合金表面改性涂层的发展方向。     

镁及其合金表面处理研究现状

镁及其合金由于具有优良的性能而得到了广泛应用,但由于该合金非常活跃,很容易被腐蚀,而使其应用也受到了限制,因此可以通过适当的表面处理方法来改善镁合金的耐腐蚀性能.较系统地综述了镁合金表面处理的研究现状,介绍了以电镀和化学镀为主要内容的金属镀层处理,以普通阳极氧化和微弧氧化为主要内容的阳极氧化法以及化学转化法和高能束技术在镁合金表面处理中的应用.经这些方法处理后镁合金的耐蚀性得到了明显提高.     

镁合金的应用及其表面处理研究进展

镁合金质轻,具有许多优良的性能,应用日益受到关注,但耐磨、耐蚀性差却制约着其广泛应用,需进行合适的表面处理以提高防护性能.综述了镁合金的主要应用及其表面处理研究的进展.目前,镁合金已广泛应用于汽车、电子、航空、航天等领域,所采取的表面处理方法主要有化学处理、阳极氧化、金属涂层、有机涂层、微孤氧化等,重点介绍了镁合金微弧...     

镁合金表面处理新进展

镁及镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、优良的阻尼减震性能,逐渐成为汽车、摩托车轻量化和节约能源的理想材料.但镁合金较差的耐蚀性限制了其在汽车、航空等工业中的广泛应用.改善镁合金耐蚀性的有效途径之一是在镁合金表面施加一层保护涂层.该涂层作为腐蚀屏障,能有效地隔离基体与腐蚀介质.综述了镁合金表面处理的最新研究状况,主要包括微弧氧化、金属铝涂层、含氟协和涂层、物理气相沉积、离子注入等,并展望了其应用前景.     

镁合金上的纯镁表面涂层

镁及其合金的主要缺点是它的耐蚀性能低，镁的标准电位是金属工程材料中最低的。镁的耐蚀性能是因重金属杂质Fe、Ni、Cu的添加而恶化。为提高镁合金的耐蚀性，采取了如电镀、阳极化处理和化学转变等表面改性技术。但是，当再次回收时，电镀层的镍、铜等严重影响镁的耐蚀性能。而阳极化处理和化学处理用的铬氧化物因为有毒而限制其使用。日本姬路技术学院的学者通过在镁合金表面沉淀纯镁涂层以提高其耐蚀性能。 实验过程 加热炉由5个可分别控制温度的加热段组成，加热区内径为φ30mm×900mm不锈钢管。在不同温度下蒸汽压的变化和不同元素…     

镁合金表面改性技术的研究现状及趋势

简要论述了能有效提高镁合金耐蚀性能的表面改性技术的研究现状及各自的优缺点,包括化学转化膜、阳极氧化、微弧氧化、激光表面处理、化学镀镍及机械研磨化学镀。机械研磨化学镀是一种提高镁合金耐蚀性的最有效的方法,将成为镁合金表面改性技术的一个重要发展方向。     

多孔镁表面微弧氧化涂层和氟化学转化涂层的对比研究

目的 多孔镁具有生物可降解特性,降解过程中产生的碱性环境会促进新生骨形成,其多孔结构可以为新生骨长入提供通道,是一种理想的骨填充材料.与块体镁相比,多孔镁的降解速率更快,为了避免因快速降解引起局部环境碱性过高而可能导致的溶骨现象,需要通过表面改性来降低多孔镁的降解速率,使其降解速率与骨组织愈合速率相匹配.方法 以块体镁表面防护涂层研究为基础,根据前期研究结果和前人的研究结果筛选出一种效果较好的微弧氧化和氟化学转化涂层制备方法对多孔镁进行表面改性,以降低多孔镁的降解速率.通过扫描电镜对多孔镁(带有微弧氧化涂层和带有氟化学转化涂层)的表面与孔隙内的形貌、涂层元素组成及涂层厚度进行表征,并采用浸泡法对涂层处理多孔镁的降解性能进行研究,分析浸泡后涂层形貌、涂层元素和涂层厚度的变化.结果 多孔镁表面微弧氧化涂层具有多孔结构,涂层厚度在15μm左右,孔隙内同样被涂层覆盖,孔隙内的涂层厚度低于外表面涂层厚度.氟化学转化涂层致密、均匀,涂层厚度在2μm左右,孔隙内同样被涂层覆盖,孔隙内的涂层厚度比外表面的涂层厚度薄.与氟化学转化涂层相比,微弧氧化涂层对多孔镁的防护作用相对稳定,由于涂层的多孔结构,初期对基体的防护效果比氟化学转化涂层略差,但随着浸泡时间的延长,涂层变得相对致密,对多孔镁基体的防护作用也越来越明显.微弧氧化涂层处理的多孔镁在降解过程中引起的环境酸碱度变化更适宜骨细胞增殖.结论 微弧氧化涂层与氟化学转化涂层均能有效降低多孔镁的降解速率.     

镁合金表面化学镀镍前处理工艺的研究进展

镁合金作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、弹性模量大等优势,在航天航空、汽车工业、电子通讯等领域广泛应用,但其化学性质非常活泼,在常温下很容易发生腐蚀,严重限制了其进一步推广应用。化学镀镍具有镀层致密、环境友好等优点,可有效提高镁合金的耐蚀性和耐磨性,但与普通基体相比,镁合金属于难镀金属,化学镀镍前既要去除基体表面原有的疏松多孔的氧化膜,又要生成具有保护和催化作用的新膜层,因此前处理工艺是影响镀层质量及镁合金防腐性能提高的关键因素。以化学镀镍前处理工艺为研究内容,介绍了镁合金化学镀镍前处理工艺的国内外研究现状,从除油、酸洗、活化、浸锌法、预镀层和化学转化膜等方面进行了文献综述和分析,指出相应工艺的优缺点,并探讨了研发方向。根据前处理技术的机理和不同牌号镁合金的特点,研发工艺简单、镀层性能优良、可控性强、环境友好、通用性强的低成本工艺,将是镁合金化学镀镍前处理的研究方向和发展趋势。     

变形镁合金表面改性的新技术

简述了对变形镁合金进行改性的必要性。对变形镁合金进行表面改性的方法包括激光熔敷、热喷涂、电化学方法、转化膜、液相/气相沉积、涂装和离子注入。对变形镁合金表面的热喷涂包括火焰喷涂和等离子喷涂;电化学方法包括微弧氧化和阳极氧化法;制备转化膜的方法包括化学镀、磷化和溶胶—凝胶法;离子注入包括高温金属离子注入和等离子体注入。指出应该加强对实际的变形镁合金构件的表面改性技术的开发,尤其是对试样研究较多的微弧氧化法、阳极氧化法和磷化。     

镁合金表面陶瓷/铜复合膜层的性能研究

镁合金具有比重小,比强度、比刚度高,阻尼系数小,电磁屏蔽性能及铸造性能优良等特点,然而其耐蚀性能差.结合微弧氧化和化学镀铜技术在镁合金表面制备了复合膜层,以提高其耐蚀性和装饰效果.用金相显微镜和扫描电子显微镜及极化曲线研究了膜层的性能.研究结果表明:复合膜层由基体、陶瓷层、铜层构成,其微观组织结合良好.复合膜层的腐蚀电位较镁合金基体提高了300mV以上.腐蚀电流降低至基体的8%.用热震法测其结合强度可重复10次以上.     

医用镁合金微弧氧化工艺研究进展

从火花放电方面归纳整理了镁合金微弧氧化膜层的形成机理,并分析了膜层结构。在此基础上,结合国内外研究现状,阐述了预处理、电解质和添加剂以及电参数（电压、电流模式和脉冲频率）和封孔技术对镁合金微弧氧化膜层耐蚀性和生物相容性的影响。着重分析了电解质和添加剂的种类、浓度对膜层和生物性能的影响机制,其中电解质包括碱性硅酸盐和磷酸盐电解液等,添加剂包括甘油、氟化物、羟基磷灰石和纳米粒子等。研究发现,碱性磷酸盐电解质的加入可以降低膜层腐蚀速率,促进骨整合和细胞附着过程,羟基磷灰石、Ca、P等具有生物活性和对人体有益的粒子作为添加剂加入,可以显著提高膜层的耐蚀性和生物相容性。最后,基于研究现状,对镁合金微弧氧化技术在生物医用方面的发展进行了展望。     

镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展

表面着色技术能在材料表面形成不同颜色的保护性膜层,在提高材料表面性能的同时,又可赋予产品漂亮的外观或实现消光等目的。表面着色有两种形式:一是,所生成的化合物自身具有一定的颜色;二是,光线的反射、折射、干涉等效应而使表面呈现不同颜色。作为两类重要的结构材料,镁合金和钛合金因其各自优良的性质被应用于诸多领域。综述了镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展,介绍了镁合金和钛合金表面着色工艺研究及应用现状。镁合金表面着色工艺包括:化学转化+喷涂、金属涂层、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化;钛合金表面着色工艺包括:热氧化、化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。列举了应用于镁合金和钛合金表面着色的具体工艺参数,总结了两种合金表面着色的具体应用。镁合金和钛合金部件经表面着色处理后,可以兼顾轻量化和强度要求,并实现部件外观的装饰性。基于镁合金和钛合金表面着色工艺研究的现有成果,对镁合金和钛合金表面着色的研究提出了一定展望。     

6xxx系铝合金表面腐蚀及其防腐的研究现状

6xxx系(Al-Mg-Si)铝合金作为综合性能良好的中强铝合金,因其较小的密度、良好的耐蚀性和成形性等优点,被广泛应用在航空航天、交通运输和建筑机械等领域。然而,该类铝合金在工业应用中依然存在腐蚀问题,造成巨大的经济损失,带来严重的安全隐患。针对这一问题,首先介绍了6xxx系铝合金的腐蚀类型,总结了影响其耐蚀性的影响因素,重点介绍了合金元素对其耐蚀性的影响。已有的研究结果表明:铝合金中的Mg、Si、Cu、Zn等元素显著影响合金的耐蚀性能,过量Si和Cu元素的添加增加了铝合金的晶间腐蚀敏感性;适当地添加过渡族金属元素及稀土元素,可有效改善铝合金的耐蚀性。随后,分析了提高铝合金耐蚀性能的途径,包括改善热处理工艺、优化合金成分及添加复合物等方法,并介绍了几种典型的表面防腐处理工艺,如阳极氧化技术、微弧氧化技术、化学转化膜技术、电镀及化学镀技术。最后总结了以上防护途径存在的一些问题,并指出了耐蚀铝合金的主要发展方向。     

钛合金表面耐磨性能及抗氧化性能的研究现状

钛合金具有密度小、质量轻、比强度高、比刚度高、良好的耐腐蚀性和耐热性、塑韧性好以及优良的加工性等优点,广泛应用于航空航天、交通运输、石油化工、体育器械及生物医疗等众多领域。但钛合金摩擦系数大、易黏着、耐磨性能差、高温(700℃)条件下氧化严重、不易润滑等缺点,大大限制了钛合金的应用和发展。介绍激光熔覆、磁控溅射、离子注入等常见的钛合金表面改性技术的研究现状,指出各种改性技术对钛合金耐磨性能、高温抗氧化性能的改善效果,并探讨各种改性技术的优缺点。在此基础上提出综合提高钛合金耐磨性和高温抗氧化性的新思路并展望其发展前景。