生物可降解HA/Mg-Zn-Zr系列复合材料研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:miaoloveyun
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与其它植入性材料相比,金属镁具有与自然骨最为接近的综合力学性能,而且具备优异的生物腐蚀降解特性,在生理环境中呈现较高的化学和电化学活性,为其作为生物可降解骨固定材料奠定了基础。已经投入使用的商业镁合金普遍存在腐蚀降解速率过快的问题,因此亟需开发出具有更好的耐腐蚀性能和综合力学性能的生物医用镁合金。在本研究中用熔融法制备了Mg-3wt%Zn-0.5wt%Zr-xwt%HA(x=0, 0.5, 1, 1.5)和Mg-3wt%Zn-1wt%HA复合材料,并分别选用400℃和450℃的挤压温度挤压成棒材。通过微观组织观察、力学性能测试和腐蚀性能检测,分析了Zr元素的添加、挤压温度和HA含量对HA/Mg-Zn-Zr复合材料性能的影响,结果表明:1. Zr元素的添加对于HA/Mg-Zn复合材料晶粒尺寸的细化程度达到了42%,同时还能提高复合材料的抗拉强度和塑性,改善复合材料的体外耐腐蚀性。2.在400℃的挤压温度下,复合材料Mg-3wt%Zn-0.5wt%Zr-1.5wt%HA获得的晶粒尺寸较450℃的挤压温度而言更为细小,材料在时效前的抗拉强度、塑性和体外降解速率分别为288MPa、18.5%和6.18mm/yr,都优于450℃挤压得到的试样。3. Mg-3wt%Zn-0.5wt%Zr-xwt%HA(x=0.5, 1, 1.5)系列复合材料的强度、塑性和耐腐蚀性能都随着HA含量的增大而有所提高,Mg-3wt%Zn-0.5wt%Zr-1.5wt%HA复合材料经过时效处理后的抗拉强度、塑性和体外降解速率分别为297MPa、20.9%和6.45mm/yr。
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