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传统生物医用植入材料存在着生物相容性差、不可降解和不易吸收的缺点,植入后会给病人带来因再次手术取出引起的痛苦,或因植入材料长期遗留在体内造成的潜在危险。而镁合金因其良好的生物相容性和生物可降解性而成为生物医用植入材料,特别是血管支架材料的研究热点。
但是镁合金作为生物医用植入材料也存在脆性大,塑性变形能力差和可降解性不易控制的问题,因此本课题以Mg-RE-X镁合金为研究对象,通过成分设计、热处理工艺设计、拉伸压缩试验以及腐蚀性能试验对其作为血管支架植入物进行了探索性研究,为制备这种新型的金属支架材料提供资料,其主要研究结果如下:
Mg-RE-1.0Zr的铸态、固溶态、时效态的试样在生理盐水中的静态腐蚀行为表明:固溶态试样的腐蚀速率最小,时效态试样的腐蚀速率最大,而铸态介于二者之间,固溶处理镁合金试样的耐蚀性相对于纯镁提高了近93%。Mg-RE-X镁合金动态腐蚀速率初期较快,随时间的延长其逐渐减慢并趋于稳定,腐蚀形态以点蚀为主。腐蚀动力学关系v(t)符合负指数特征。三种试验镁合金Mg-RE-1.5Zn-0.4Zr,Mg-RE-0.32r和Mg-RE-0.6Zr中,固溶状态Mg-RE-1.0Zr合金的腐蚀速率是最慢的,其腐蚀四天以后的稳定腐蚀速率为3.82mm·a-1。试验合金的动态腐蚀速率仍相对太快,应考虑其他措施降低其腐蚀速率。
Mg-RE-X镁合金抗拉强度均在150MPa以上,塑性良好,延伸率达到了15%左右。该合金自屈服至断裂前的均匀塑性变形过程的形变强化,大致可分为:屈服形变强化阶段(n0),前均匀形变强化阶段(n1),后均匀形变强化阶段(n2)三个阶段。其形变硬化指数较高,加工硬化能力强。试样在400℃压缩的均匀塑性变形能力较好且大变量形变的强化效果最为显著。因此,可选择400℃作为其最佳的热加工温度。Mg-RE-X镁合金室温压缩断口主要以剪切断裂为主,断面较平坦,有明显的二次裂纹;拉伸断裂方式为准解理断裂。