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材料科学与工程学报2024年第01期:超声处理制备的生物可降解Zn-1Mg-0.5Ca合金的微观组织与腐蚀行为

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张蛟;魏敏;李庆林;

单位:兰州理工大学材料科学与工程学院;

摘要:锌合金不仅具有良好的生物相容性,而且还有较好的降解行为,成为近些年来国内外研究者关注的热点。但是,不管在力学性能上,还是在腐蚀性能上,铸态锌合金皆不具备人体植入金属材料的条件。所以,为了提升与优化锌合金的力学性能,同时符合植入人体后的腐蚀速率需求,本实验研究了不同超声功率(300 W,600 W,900 W)处理对的Zn-1Mg-0.5Ca合金微观组织及腐蚀性能的影响。研究结果表明:随着超声功率的增加,Zn-1Mg-0.5Ca的初生α-Zn树枝晶,片层的共晶Mg_2Zn_(11)相以及块状的CaZn_(13)相被有效细化,初生α-Zn相由粗大的树枝晶转变为细小的等轴枝晶。粗大的多边形状CaZn_(13)相被细化为细小的粒状,平均尺寸从34μm减小到5μm,片层的共晶Mg_2Zn_(11)相转变成细小的棒状和粒状。电化学测试表明:未经超声处理的Zn-1Mg-0.5Ca合金的腐蚀速率最低,为0.190 mm·a~(-1)。随着超声功率的增加,合金的腐蚀速率逐渐增加,当超声功率达到900 W时,合金的腐蚀速率达到了0.490 mm·a~(-1)。将样品浸泡15 d后的实验发现,未经超声处理的Zn-1Mg-0.5Ca合金的腐蚀速率低于超声处理合金的腐蚀速率,且随着超声功率的增加,合金腐蚀速率从0.144 mm·a~(-1)增加到0.263 mm·a~(-1)。

关键词:Zn-1Mg-0.5Ca;;超声处理;;微观组织;;降解速率

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52061026);; 甘肃省自然科学基金重点资助项目(23JRRA752);; 甘肃省研究生“创新之星”资助项目(2023CXZX-403)