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镁合金因具有良好的生物相容性、力学相容性和可降解性等特性,能够用作硬组织植入材料以及心血管支架材料等,在生物医用材料领域具有巨大的应用潜力。但是,镁合金耐腐蚀性能较差,如何解决材料在其服役期内保持机械完整性这一难题具有重大的意义和商业应用价值。目前,关于Ga合金化对镁合金的组织和性能特征的研究报告较少,其作用机理尚不明确;此外,Ga对Mg-Zn系合金组织与性能的影响尚未见文献报道。因此,本论文研究Ga含量对Mg及Mg-Zn合金组织与性能的影响,探讨Ga的作用机制,目的在于探索一类具有较高力学性能和优异耐腐蚀性能的新型镁合金材料。主要研究结果如下:(1)Ga能够显著地细化Mg及Mg-4Zn合金的晶粒,且随着Ga含量的增加,其晶粒细化效果越明显。此外,随着Ga含量的增加,铸态合金中第二相体积分数明显增加,由晶内球状相分布为主转变成以晶界粗大骨骼状分布为主。(2)Ga的加入可以同时提高铸态及固溶态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率,且固溶态合金的提升效果更显著,可归因于Ga的固溶强化作用。二元合金中,固溶态Mg-5Ga合金具有最佳的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为252MPa、88MPa和24%。三元合金中,固溶态Mg-4Zn-2Ga合金具有最佳的综合力学性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为264MPa、85MPa和24%。(3)二元铸态合金在Hank’s溶液中的耐蚀性能随着Ga含量的增加呈现先上升后下降的趋势,其中Mg-3Ga合金的耐蚀性能最佳,在Hank’s溶液中浸泡7天的平均腐蚀速率为0.34mg·cm-2?d-1,腐蚀电流密度为18.0μA·cm-2。除Mg-3Ga合金以外,固溶态合金的耐腐蚀性能均优于相应的铸态合金。二元固溶态合金的耐腐蚀性能随着Ga含量的增加而增强,说明Ga的加入具有改善合金耐蚀性的作用,固溶态Mg-5Ga合金的耐腐蚀性能最佳,在Hank’s溶液中浸泡7天的平均腐蚀速率为0.32mg·cm-2?d-1,腐蚀电流密度为17.5μA·cm-2。(4)三元铸态合金在Hank’s溶液中的的耐蚀性随着Ga含量的增加呈现先下降后上升的趋势,其中Mg-4Zn-5Ga合金在Hank’s溶液中浸泡7天的平均腐蚀速率为2.3mg·cm-2?d-1,腐蚀电流密度为29.5μA·cm-2。然而,三元合金的耐腐蚀性均低于Mg-4Zn合金,可归因于铸态合金中第二相增加带来的电偶腐蚀效应。固溶处理可大幅度提高三元合金的耐腐蚀性能。三元固溶态合金的耐腐蚀性能随着Ga含量的增加呈现先降低后增加的趋势,其中Mg-4Zn-2Ga合金在Hank’s溶液中浸泡7天的平均腐蚀速率为0.45mg·cm-2?d-1,腐蚀电流密度为13.4μA·cm-2。