Mg-Zn-Sr生物医用材料在模拟体液中的腐蚀性能研究.pdfVIP

学兔兔 Test＆Research试验研究 Mg-Zn-Sr生物医用材料在模拟体液中的 腐蚀性能研究 李江波’，王陆’，李利’，聂凯波 ，阎佩雯’，张金山 ，许春香’，马彦伟 ，李卫 国 (1．太原理工大学 ，山西太原 030024；2．内蒙古第一机械集 团有限公司，内蒙古包头 014000) 摘要：为了改善Hg—Zn二元合金的耐腐蚀性能，制备了Sr含量分别为O．2％、O．4％、O．6％和 1．O％的Mg-4Zn- xSr三元镁合金。采用光学显微镜、X射线衍射仪和配备有X射线光电子能谱仪的扫描电子显微镜观察合金的 微观组织与相组成，采用失重实验研究合金在模拟体液中的腐蚀性能。采用电化学测试方法测试合金在模拟体 液中的极化曲线。结果表明，Sr含量为O．2％的合金腐蚀速率最小，自腐蚀电位最高，腐蚀方式为均匀腐蚀。 关键词：镁合金；锶含量；腐蚀性能；模拟体液 中图分类号：TG113．23；文献标识码：A；文章编号 ：1006-9658(2016)02-0005-04 D01：10．3969／j．issn．1006-9658．2016．02．002 0 引言 相，使其形貌由最初粗大的针状转变为细小的颗粒 镁合金具有与人体骨骼相近的密度、弹性模 状 【。另外，锶是人体内的一种必需微量元素，含钙 量等诸多优 良的力学性能，在生物医用材料领域显 较丰富的器官也有较多的锶，骨骼和牙齿是锶的主 示出其优越性。镁的断裂韧性比陶瓷生物材料羟 要储存库，另有0．7％的锶可以溶解于细胞外液中 】 基磷灰石要高，而其弹性模量和抗压屈服强度与其 。 目前国内外很多学者对Mg—Zn—Mn系、Mg—Zn． 它金属植入材料相比与人体骨更接近，能有效降低 ca系和Mg．RE系 [9 合金的腐蚀性能进行了研究， 应“力遮挡效应”1【]。镁金属的化学性质活泼，标准 而针对MgZn—Sr三元合金腐蚀性研究的报道还很 电极电位很低，约为一2．37V，在水溶液中尤其是含 少。本文通过在Mg．4Zn二元合金中添加微量元素 有氯离子的生理环境中极易发生腐蚀降解 】。据 sr制备出sr含量分别为0．2％、0．4％、0．6％和 1．0％ 报道，镁能在体液中降解形成可溶的、无毒的氧化 (分别记为 1挣、2、3和4)的Mg．4Zn．xSr三元合金， 物，然后随尿液排出体外 3【I4]。然而，镁合金的耐蚀 用失重法模拟在人体体液中的腐蚀行为，进而研究 性能较差，在cl。存在的腐蚀环境中其腐蚀尤为严 合金元素对腐蚀的影响及合金的腐蚀类型。 重。而作为生物植入材料，必须在服役期内严格满 足必要的力学与形态学要求。有研究表明，大部分 1 实验方法 的镁合金在生物体内的机械稳定性只有 3～8周 [5】， 1．1 试样的制备 因此镁合金在生理环境中过快的腐蚀降解成为阻 以纯度大于99．9％(质量分数)的纯Mg、纯 zn 碍其应用的最大障碍。 和纯 sr为原料，采用 SG2．5—12型坩埚电阻炉，以 合金化是提高镁合金耐蚀性的重要途径之一， RJ．2熔剂作覆盖剂、精炼剂和保护剂 ，制备sr含量， 锶可明显细化合金晶粒，Xu等的研究表明含0．75％ 分别为 0