zm61ca0.5微觀組織與仿生耐蝕性能關(guān)系的研究

1、 ZM61Ca0.5 微觀組織與仿生耐蝕性能關(guān)系的研究 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 （學(xué)術(shù)學(xué)位） 學(xué)生姓名：宋長江 指導(dǎo)教師：王 勇 副教授 專 業(yè)：材料科學(xué)與工程 學(xué)科門類：工 學(xué) 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二 O 一三年四月 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 中文摘要 I 摘 要 在過去的 40 年中，生物材料在為人類治療疾病與減輕痛苦方面作出了巨大貢獻(xiàn)，目前應(yīng)用較為成熟的生物材料有不銹鋼、鈷基合金、鈦合金。醫(yī)用材料已在八千多種醫(yī)

2、用器械中得到應(yīng)用，但是沒有一種材料能夠完全地滿足其臨床應(yīng)用所要求的所有性能，因此進(jìn)一步設(shè)計并開發(fā)新型生物醫(yī)用材料大有必要。 近年來，研究者發(fā)現(xiàn)鎂合金作為醫(yī)用金屬材料具有獨特的優(yōu)勢，例如良好的力學(xué)相容性、生物相容性以及可降解性，可有效地解決目前生物材料應(yīng)用中所面臨的―遮擋效益‖、―毒副作用‖以及―二次手術(shù)‖等難題，因此鎂合金有望成為具備完美性能的新一代生物醫(yī)用材料。但是鎂合金的缺點是其可降解性的可控性較差，因此，提高鎂合金耐蝕性能成為急需

3、解決的問題。本課題通過熱擠壓和熱處理來調(diào)整 ZM61Ca0.5 鎂合金的微觀組織，以改善其在仿生溶液中耐蝕性能，同時獲得較好的綜合力學(xué)性能。本文的主要研究結(jié)果有: ① 熱擠壓可以很大程度上地改善 ZM61Ca0.5 鎂合金的組織結(jié)構(gòu)。 隨著擠壓比的增大，合金組織得到不斷的細(xì)化，當(dāng)擠壓比為 10 時，動態(tài)再結(jié)晶充分進(jìn)行，合金晶粒得到很大程度上細(xì)化（平均晶粒尺寸為 6um)，原始粗大、條狀第二相被壓碎后，呈細(xì)小、球狀態(tài)分布。當(dāng)擠壓比為 16

4、 時，晶粒發(fā)生略微的長大，同時第二相也有一定程度上地聚集。 ② 通過熱擠壓之后，ZM61Ca0.5 鎂合金在仿生溶液中的耐蝕性能得到改善。隨著擠壓比的增大，合金耐蝕性能呈先下降再上升再下降的趨勢。本實驗條件下，擠壓比為 10 時，合金耐蝕性能最優(yōu)。 ③ 熱處理之后， ZM61Ca0.5 鎂合金在仿生溶液中的耐蝕性能得到進(jìn)一步的改善。本實驗條件下，經(jīng)過 330℃× 8h＋380℃× 16h 的分級退火之后，合金的耐蝕性

5、能最優(yōu)。 ④ 在經(jīng)過熱擠壓及其后續(xù)熱處理之后， ZM61Ca0.5 鎂合金綜合力學(xué)性能得到改善。熱擠壓很大程度上的提高了鑄態(tài)合金的強(qiáng)度、顯微硬度以及延展性。當(dāng)擠壓比達(dá)到 10 之后，合金顯微硬度為 81.5HV，抗拉強(qiáng)度約為 280MPa，屈服強(qiáng)度約為 170MPa，伸長率為 13.5％；后續(xù)熱處理進(jìn)一步改善了合金力學(xué)性能，經(jīng)過固溶加時效之后，抗拉強(qiáng)度近 300MPa，屈服強(qiáng)度為 225MPa，伸長率為 10.1％. ⑤ 選取鑄態(tài)、 擠