论文部分内容阅读
镁合金以其良好的力学相容性、优异的生物相容性以及可降解性等优点,成为新型生物可降解植入材料,有望用作血管支架和骨植入材料。镁合金作为医用材料需要同时具备良好的耐腐蚀性能和力学性能,而通过细化晶粒能同时满足上述两种要求。目前,有关高应变速率轧制态细晶镁合金的生体腐蚀行为的研究报道较少。本文系统地研究了高应变速率轧制对镁合金生体腐蚀行为的影响及其作用机理。主要研究结果如下：(1)轧制态镁材料的腐蚀规律不同于铸态合金。随着浸泡时间的延长,轧制态镁材料在0.9%NaCl和Hank’s溶液中的平均腐蚀速率逐渐降低。与常规轧制相比,高应变速率轧制态镁合金在Hank’s溶液中的平均腐蚀速率较低,自腐蚀电位更正和腐蚀电流密度更低,表现出更好的耐生体腐蚀性。同时,高应变速率轧制镁合金在长时间浸泡过程中呈现较小的抗拉强度下降幅度。以ZK60在Hank’s溶液中浸泡15d为例,高应变速率轧制板材的平均腐蚀速率为0.29mg·cm-2·d-1；常规轧制板材的平均腐蚀速率为0.31 mg·cm-1·d-1；高应变速率轧制板材的抗拉强度下降幅度为20%,而常规轧制板材的抗拉强度下降幅度为23%。(2)与常规轧制相比,高应变速率轧制可以提高镁材料的动态再结晶程度和细化晶粒。以ZK60为例,高应变速率轧制板材的平均晶粒尺寸为2.6μm,再结晶体积分数达90%以上；常规轧制板材的平均晶粒尺寸为8μm,再结晶体积分数为60%。(3)与常规轧制相比,高应变速率轧制态ZK60合金中晶粒更为细小,再结晶程度更高、孪晶体积分数低、残余第二相相对粗大、纳米级β1相更为细密、残余压应力较低且基面织构强度稍高。(4)高应变速率轧制提高镁合金耐生体腐蚀性能的原因在于晶粒细化、再结晶较充分、位错密度低、孪晶少、残余第二相相对粗大、纳米级β1相更细密和基面织构强度稍高等。