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文檔簡介
1、鎂合金的綜合力學性能優(yōu)良,生物相容性好,且鎂是人體必需的微量元素之一。因此,鎂合金已成為最具潛力的金屬基生物醫(yī)用材料。目前生物醫(yī)用鎂合金的研究多集中在Mg-Al,Mg-Zn,Mg-Ca和Mg-RE合金。然而,Al是神經(jīng)毒性元素,可能會造成癡呆或引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)疾病。Mg-Zn合金的溶血率偏高,不適合用作與血液直接接觸的生物植入材料。鑄態(tài)Mg-5Ca(或更高)的合金在室溫下的脆性較大,無法滿足生物材料的強度需求。此外,重稀土元素容易在腦中富集
2、,同時可能會造成肝中毒。
因此本課題選用 Bi以及 Sn元素作為合金化元素,設(shè)計的新型生物Mg-Bi基合金。通過利用金相分析(OM)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能量色散譜儀(EDS)對合金的微觀組織和腐蝕形貌進行分析。并采用失重法、析氫法和電化學方法對 Mg-Bi基合金的腐蝕性能進行研究。研究結(jié)果表明:
1)隨著Bi含量的增加,鑄態(tài)Mg-xBi合金的二次枝晶間距(SDAS)減小,Mg3Bi2相的體積分
3、數(shù)提高,合金的耐腐蝕性能的降低。這主要歸因于Bi含量增加導致合金中陰極相Mg3Bi2的體積分數(shù)增加,加速了電偶腐蝕,使得合金的耐腐蝕性能下降。
2)Mg-6Bi-xSn合金主要由α-Mg相和Mg3Bi2相組成。Mg-6Bi-1Sn合金由α-Mg相和Mg3Bi2相組成;當 Bi含量的增加到3 wt.%時,除α-Mg相和Mg3Bi2相之外,合金中出現(xiàn)了少量的Mg2Sn相。隨著Sn含量的添加,Mg-6Bi-xSn合金的二次枝晶間距從
4、29.7μm減小到22.3μm,第二相結(jié)構(gòu)由連續(xù)的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變成半斷續(xù)分布。
3)隨著Sn含量的增加,Mg-6Bi-xSn合金的耐腐蝕性能提高。主要歸因于當Sn含量增加時,合金的晶粒細化,晶界增多,在腐蝕的進程中形成了物理屏障。且合金基體中以固溶形式存在的Sn,提高了合金基體的電位,縮小了陰陽兩極之間的電位差,削弱了電偶腐蝕,進而提高了合金的耐腐蝕性能。
4)鑄態(tài)Mg-6Bi-xSn合金可在400℃的軋制溫度和20 m/
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