预拉伸形变对Mg-Zn-Sr-Zr-Mn合金降解行为的影响

镁合金具有优异的生物相容性和独特降解性,但其在生理环境中的耐蚀性能较差,严重制约了其在临床应用中的发展。使用预拉伸工艺制备Mg-Zn-Sr-Zr-Mn新型镁合金,通过XRD、OM和SEM探究预拉伸形变量与显微组织、腐蚀速率和膜层形貌间的关系。结果表明：随预拉伸形变量的增大(2%、4%、6%),合金晶粒尺寸被逐渐拉长,孪晶数目逐渐增多,析出相离散程度逐渐增大。4%预拉伸合金由于适量孪晶的出现及析出相离散程度的增大,增加了电偶腐蚀形核点位,加速了合金表面均匀氧化产物的快速产生,增大了合金极化电阻阻值;3种预拉伸合金电化学(0.38、0.25、0.74 mm·a^-1)及失重速率(2.85、1.83、5.88 mm·a^-1)均呈现先降低后升高的趋势。4%预拉伸合金具有较高的耐蚀性证明适当的预拉伸变形能提高界面析出相的连续性,阻碍腐蚀进程,对合金耐腐蚀性能起到积极作用。而当预拉伸形变量继续增加,产生大量位错,创造氢扩散路径,有利于氢富集,导致合金耐蚀性下降。此外,适当的预拉伸形变通过改变残余应力的重新分布,提高腐蚀均匀性,同时提高膜层致密性与连续性,延...     

轧制形变量对Mg-Zn-Sr-Zr-Mn合金组织特征及降解性能的影响

镁合金作为“新型可降解医用植入金属材料”在骨移植/血管支撑等医用领域具备巨大的发展潜力。然而,选择性溶解和偶发性氢聚集仍是影响镁合金临床应用的关键因素。在本研究中,采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、静态浸泡及动电位电化学测试等手段,深入探究轧制形变量的改变所诱导的显微组织以及膜层结构变化对热轧镁合金在生理环境中降解性能的影响机制。结果表明:不同轧制形变量镁合金的降解产物层均主要由Mg(OH)2、MgCO3、CaHPO4以及HA所组成。随着轧制形变量的增大,Mg-Zn-Sr-Zr-Mn合金的组织结构逐渐变的均匀,降解速率由1.03 mm·y-1降至0.24 mm·y-1。这是由于随轧制形变量的增大,基体晶粒显著细化,导致更多晶界的产生,阻碍腐蚀裂纹的扩展,并在腐蚀介质侵蚀过程中起到屏障作用。此外,轧制形变量的增大使合金中的第二相破碎以及弥散分布,降低了合金内部电偶腐蚀密度和强度,促进腐蚀的均匀发生,减少点蚀坑的产生。最后,热轧能改善腐蚀膜层的缺陷,在为合金表面提供更多的氧化膜形核点位的同时,还可以减少氧化膜的开裂,其致密性及稳定性随轧制形变量的增大而大幅度提升,进一步减缓了腐蚀离子的渗透。     

生物可降解医用镁合金体内外降解行为研究进展

作为新一代医用可降解生物材料,镁合金凭借其良好的生物相容性、独特的降解性、优异的力学传递性,被誉为"革命性的医用金属材料".然而,镁合金耐蚀性能较差,存在降解过快以及降解不均匀等现象.本文从微合金化、热加工工艺、塑性变形工艺以及表面改性4种处理方式全面介绍了目前改善镁合金降解性能的研究进展,并对比了不同工艺处理方式下医用镁合金的体内外降解速率和降解模式,揭示了镁合金不同工艺处理条件下的组织演变、膜层特性对Cl-的膜层破坏机制及三维降解形貌的影响规律,建立起在模拟液中不同工艺条件与镁合金腐蚀降解速率的关联数据分析模型,最后指出从多角度解析微观结构对镁合金降解性能的作用机制,构建微观组织对镁合金降解寿命预测模型是未来该领域的研究重点.