生物医用纯镁的腐蚀性能研究

选择纯镁为主要研究对象,应用析氢、质量损失法,从杂质Fe含量、变形状态等方面研究了纯镁在Hanks'溶液中的腐蚀规律.结果表明,纯镁中Fe元素含量越低,晶粒越细小,纯镁在Hanks'溶液耐腐蚀越好;纯镁的腐蚀速率可通过减少Fe含量、晶粒细化等方法进行控制.     

新型抗菌功能医用金属研究

不锈钢、钛及钛合金等医用金属材料已广泛应用于骨科、齿科及心血管介入等医疗领域,生物可降解镁合金是正在研究发展的新型医用金属材料,具有诱人的临床应用前景。面对目前『临床上亟待解决的植入物引发的细菌感染问题,开展医用金属材料的抗菌功能研究意义重大,也是实现金属材料结构／功能一体化发展的新探索。简要介绍了作者近年来在不锈钢、钛合金、可降解镁基金属等医用金属材料的抗菌功能研究方面的主要进展,并展望了抗菌医用金属材料的临床应用前景。     

铝及铝合金在熔融纳中的腐蚀行为

研究了纯铝、Al-Si和AL-Mg合金在350～450℃熔融钠中的腐蚀行为。采用OM、XRD、EDAX和EPMA分析了腐蚀产物的组织形貌和合金元素的分布。实验结果表明高纯铝受到轻微的腐蚀,并非完全“免蚀”。工业纯铝的腐蚀较明显,主要发生在杂质偏聚的晶界附近。铝合金的腐蚀程度取决于杂质元素尤其是硅的含量。铝中添加一定量的镁并用微量锆细化晶粒可改善合金对熔融钠的耐蚀性。铝和铝合金的腐蚀产物经测定为AINaSi相。     

我国首款可降解纯镁骨钉产品获得临床批件

<正>近期,中国科学院金属研究所与东莞宜安科技股份有限公司合作开发的可降解纯镁骨钉产品获得国家药品监督管理局的临床批件,成为我国第一个获得临床批件的可降解镁基金属Ⅲ类(植入类)医疗器械产品,意味着我国在该领域中的产品临床转化获得突破性进展。金属镁及其合金被誉为"革命性的医用金属材料",在人体环境中可发生腐蚀降解,并被人体吸收,因而可以避免临床用钛合     

纯镁切应力变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为

纯镁为密排六方结构,具有较少的独立滑移系导致其塑性较差。研究了纯镁变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为。结果表明,纯镁经过等径角挤压（ECAP）变形后晶粒明显细化以及基面织构发生了弱化,导致纯镁的塑性得到了显著地提高。等径角挤压变形后纯镁强度降低主要是因为基面织构弱化影响大于晶粒细化。此外,等径角挤压变形后纯镁自腐蚀电位和腐蚀电流密度明显增加,纯镁的抗腐蚀性能显著提高。纯镁的腐蚀机理可能从局部腐蚀向均匀腐蚀转变,从而减少了样品在标准模拟体液浸泡中的腐蚀脱落,确保了试样的完整性。     

纯镁切应力变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为（英文）

纯镁为密排六方结构,具有较少的独立滑移系导致其塑性较差。研究了纯镁变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为。结果表明,纯镁经过等径角挤压(ECAP)变形后晶粒明显细化以及基面织构发生了弱化,导致纯镁的塑性得到了显著地提高。等径角挤压变形后纯镁强度降低主要是因为基面织构弱化影响大于晶粒细化。此外,等径角挤压变形后纯镁自腐蚀电位和腐蚀电流密度明显增加,纯镁的抗腐蚀性能显著提高。纯镁的腐蚀机理可能从局部腐蚀向均匀腐蚀转变,从而减少了样品在标准模拟体液浸泡中的腐蚀脱落,确保了试样的完整性。     

生物可降解Zn-x Mg合金的力学性能及腐蚀机理研究

锌因具有良好的可降解性和耐腐蚀性,近年来成为生物可降解金属材料研究的热点。研究以纯Zn粉和Mg粉为原材料,通过放电等离子烧结技术制备了不同分数的Zn-(0,5,10,15,20wt%) Mg合金。利用扫描电镜、万能力学实验机等研究了不同镁含量该合金的力学性能及其在模拟体液中的腐蚀性能和机理。结果表明:SPS制备的Zn-Mg合金的结构致密,其致密度都大于95%。与纯Zn相比,随着镁含量的增加,该合金的硬度和压缩强度得到了显著提高,其中Zn-10Mg表现出最佳的力学性能,其显微硬度为364.7 HV3,压缩强度为555 MPa,弹性模量为10.0 GPa;在腐蚀实验中,Zn-15Mg的腐蚀速率最低,为0.4 mm/a,符合可降解植入材料的要求(小于0.5 mm/a)。     

挤压-拉拔的纯镁丝材在人工模拟体液中的腐蚀行为(英文)

研究了挤压-拉拔的纯镁丝材在人工模拟体液和0.9%NaCl溶液中的腐蚀行为。通过测量纯镁丝材在人工模拟体液中的平均腐蚀速率和腐蚀后溶液的pH值来研究其腐蚀规律。通过扫描电子显微镜观察纯镁丝材腐蚀后人表面形貌,发现纯镁丝材的腐蚀机理为点腐蚀。而且,纯挤压拉拔的纯镁丝材在0.9%NaCl溶液中的腐蚀行为表明,丝材的晶粒越细小丝材所表现出来的耐腐蚀性能越好。     

铝及铝合金在熔融钠中的腐蚀行为

研究了纯铝，Ａｌ－Ｓｉ和Ａｌ－Ｍｇ合金在３５０～４５０℃熔融钠中的腐蚀行为，采用ＯＭ，ＸＲＤ，ＥＤＡＸ和ＥＰＭＡ分析了腐蚀产物的组织形貌和合金元素的分布，实验结果表明高纯铝受到轻微的腐蚀，并非完全“免蚀”，工业纯铝的腐蚀较明显，主要发生在杂质偏聚的晶界附近，铝合金的腐蚀程度取决于杂质元素尤其是硅的含量，铝中添加一定量的镁并用向量锆细化晶粒可改善合金对熔融钠的耐蚀性，铝和铝合金的腐蚀产物经测定的Ａｌ     

医用金属材料腐蚀疲劳性能研究进展

结合文献和课题组的研究,对医用金属材料腐蚀疲劳性能的研究进展进行了总结,分别从腐蚀疲劳的危害性、分类、设计、控制等几个方面进行了阐述。腐蚀疲劳失效首先发生于材料表面,医用材料-生理环境的界面对于植入器械手术成功与否有着至关重要的作用,可以根据裂纹扩展速度曲线特征,将腐蚀疲劳分为三类。医用金属材料的腐蚀疲劳性能研究应考量其服役环境进行设计,可以通过表面处理、合金化等方法改善医用金属材料的腐蚀疲劳性能。医用金属材料腐蚀疲劳性能研究的一些基础问题仍待解决：医用金属材料在微生物参与下的腐蚀疲劳行为及其相关机制亟待阐述;医用金属材料的微生物腐蚀疲劳研究是一个系统、长期、复杂的过程,需要合理地建立实验模型,将三维有限元与传统实验方法有机结合,进一步指导医用金属材料相关器械的设计;新的合金成分设计、新的加工制造方式所获得的新型合金生理环境下的腐蚀疲劳性能,其相关数据亟待完善,这关系到新型医用金属材料长期使用的生物安全性问题,亟需开展大量的基础研究工作。在综合评述医用金属材料腐蚀疲劳性能研究现状的基础上,对医用金属腐蚀疲劳在学科交叉研究和新材料基础研究方面的发展趋势进行了展望。     

新型镁合金在生理体液环境下腐蚀行为评价

研究了2种新型医用植入镁合金材料(Mg-6%Zn和Mg-6%Zn-2%Y合金)在生理盐水和林格试液(人体模拟体液)中的腐蚀行为,来评价其作为医用植入材料的服役情况.实验结果表明:在中性介质环境下,镁合金很快被腐蚀.随着介质溶液pH值的提高,镁合金表面能够形成厚的Mg(OH)2沉淀膜,阻止腐蚀的深入.镁合金在林格试液中的...     

锆在镁及镁合金中的作用

镁合金作为一种新型的工程材料具有许多独特的优点,锆作为微量元素加入到镁合金中,可以细化合金的微观组织,显著提高材料的力学性能,减少夹杂,改善镁合金的抗腐蚀性能等。论述了锆元素对镁合金各项性能的作用机理、锆元素细化镁合金晶粒的机制,提出合金制备过程中的加锆方式应是含锆镁合金今后研究的重点。     

Improved Corrosion Resistance in AZ61 Magnesium Alloys Induced by Impurity Reduction

The effect of impurity element Fe on corrosion behavior of AZ61 magnesium alloys in various states has been investigated by immersion test and hydrogen evolution measurements in 3.5% sodium chloride solution.The corrosion rate is found to relay on the impurity Fe concentration in the alloys and decreases with decreasing Fe content.When Fe content drops from 150 ppm to 10 ppm,the corresponding corrosion rates under as-cast and solution treatment conditions are reduced from 8.54 mm/a and 8.61 mm/a to 2.54 mm/a and 0.21 mm/a,respectively.The corrosion pattern of the AZ61 alloys is the localized corrosion,and the galvanic couples are formed among the impurity particles,second-phase particles and the matrix.The Fe impurity particles tend to act as main cathodic to form micro-galvanic cell with the α-Mg matrix,which is harmful for corrosion resistance of AZ61 alloy.     

镁合金晶粒细化及机理研究进展

总结含铝及不含铝镁合金的晶粒细化方法和理论模型。不含铝的镁合金主要利用含Zr中间合金细化,而对含铝镁合金的晶粒细化缺乏深入理解并易引起混淆。未来的研究应致力于细化机理,尤其要结合合金、杂质元素及形核颗粒理解细化机理。     

镁合金表面冷喷涂层防护研究进展

镁合金作为最轻质的金属结构材料,由于其密度低和比强度高等优良的物理和力学性能,在航空、航天、汽车以及电子等领域引起广泛关注。然而,镁合金化学性质活泼、耐腐蚀和耐磨损性差等缺点严重制约其进一步应用。近些年发展起来的冷喷涂技术,在固态下制备涂层,涂层致密且与基体结合良好,因此可为镁合金表面防护提供一种新的有效方法。主要综述了镁合金表面冷喷涂耐腐蚀涂层(纯铝、铝合金和复合材料涂层)和耐磨损涂层(合金和复合材料涂层),论述了影响冷喷涂层耐腐蚀、耐磨损以及其他力学性能(硬度和涂层/基体结合强度)的主要因素,包括杂质元素含量、合金种类以及复合材料涂层中陶瓷颗粒含量、尺寸和形貌等。对比了几种常用表面处理技术制备的纯铝涂层的耐腐蚀性能,并阐述了冷喷涂技术在镁合金表面防护方面的优势。此外,还分析了热处理对冷喷涂纯铝和复合材料涂层耐蚀性的影响。最后提出了目前冷喷涂技术在镁合金防护方面的局限性以及发展难题,对未来研究趋势进行了展望。     

Al-Ti、Al-Ti-C中间合金对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金对AZ91D镁合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al-5Ti中间合金使晶粒粗化,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金使晶粒细化,Al-8Ti-2C中间舍金的细化效果明显且细化后组织细小均匀;添加Al-5Ti中间合金使合金的力学性能降低,而添加Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的拉伸强度和伸长率得到了提高;添加Al-5Ti、Al-5Ti-0．25C和Al-8Ti-2C中间合金均使合金的耐腐蚀性能得到了改善。对于AZ91D合金而言,Al-8Ti-2C中间合金是一种良好的晶粒细化剂。     

Effect of CaC_2 particulates concentration on microstructure and tensile properties of elemental magnesium

CaC_2 particulates reinforced magnesium materials were synthesized using a new technique-electromagnetic suspension casting(ESC).The microstructure and composition of magnesium alloys were investigated and the mechanical properties of alloys were tested.The tensile fracture surfaces were also studied by scanning electron microscopy.And the grain refinement effect of alloys was also examined.The results indicate that proper additions of CaC_2 particulates are found to be efficient in refining the microstr...     

Comparison of testing solutions on the protection of Al-alloys using a Mg-rich primer

Magnesium-rich coatings present a new and challenging field of development for the corrosion protection of aluminium structures. These coatings are capable of sacrificial protection, but assessment of their efficiency and durability can be strongly affected by the testing environment. In this work two solutions commonly used in our studies are compared: 0.1% NaCl and dilute Harrison solution (DHS). The corrosion behaviour of two aluminium alloys coated with a magnesium-rich coating, of pure magnesium and of the bare aluminium substrates was assessed in the two solutions using electrochemical techniques. The corrosion rate of pure magnesium was higher in DHS, although the dissolution rate of the magnesium embedded in the polymer matrix was not significantly affected. The impedance spectra of the scribed samples resembled that of the bare substrates in NaCl solution but not in DHS.