LZ91铸态合金生物腐蚀机理研究.pdf

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1、第36卷第1期矿冶工程V01．36Nol2016年02月nININGANDMETALLURGICALENGINEERINGFebruary2016LZ91铸态合金生物腐蚀机理研究①万贻敏，刘俊伟，袁荣火，戴木海，刘佩矗(南昌航空大学材料科学与工程学院，江西南昌330063)摘要：设计了Mg．9Li—Zn铸态合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀实验，通过试样失重率、溶液pH值变化、金相分析(OM)、x射线衍射(XRD)等手段，对Mg一9Li—Zn的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明：腐蚀速率在第5天后稳定下降，溶液pH值则在前7天逐渐增至9．63，随后保持稳定。微小的

2、点蚀坑出现在腐蚀的第1天，随着腐蚀时间增加，点蚀坑数量变多，深度增加。点蚀坑首先出现在晶界附近区域，使晶粒边界模糊，然后逐渐增大。主要的腐蚀产物为Mg(OH)。关键词：镁锂合金；生物腐蚀；模拟体液；组织中图分类号：TG115文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．0253-6099．2016．01．030文章编号：0253-6099(2016)01-0117—04ResearchofBio-corrosionBehavioronAs·castLZ91AlloyWANYi-min，LIUJun—wei，YUANRong—huo，DAIMu—hai，LIUP

3、ei—yao(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，Jiangxi，China)Abstract：Experimentsonbio．corrosionofcastMg．9Li—Znalloyinartifieialbodyfluidwereperformed．ThemicrostructureandcorrosionpropertywereinvestigatedbymeasurementofweightlossrateandpHvaluev

4、ariation，opticalmicroscopy(OM)andXRDanalyses．Theresultsshowedthatthecorrosionratestablydecreasedafter5dayscorosion．whilethepHvaluegraduallyincreasedto9．63inthefirst7daysandthenkeptstable．Tinyerosionpitsoccuredafter1一daycorosion，andgraduallyincreasedandwentdeeperwiththeincreasingofcorro

5、siontime．Erosionpitsfirstlyappearedneargrainboundariesandledtoobscureandbroadeningofthegrainboundary，withMg(OH)2asthemaincorrosionproduct．Keywords：Mg-Lialloy；bio—corrosion；artificialbodyfluid；microstructure镁是所有结构用金属及合金材料中密度最轻的。不含有生物毒性的Al元素，生物安全性上较有保障；与其他金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度、比而且该合金优异的塑性显

6、得尤为突出咱J。Song_5等刚度高，减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强的优点。目人研究发现，在Li含量较高的轧制态LZ91合金中，由前，研究对象主要集中于发展最早、应用较广的Mg—A1于bcc结构富Li的B相的存在以及c／a值的变化，合系合金。但是，铝元素具有毒性，体内过多的铝对人及金室温延伸率可达24％，远高于常见镁合金。但IJi含动物的中枢神经系统、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、量的增加引起了强度降低，该合金的室温抗拉强度仅人体免疫功能、胚胎以及学习和记忆等均有不良影为150MPa，较一般合金低。而铸态LZ61合金的室温响¨。然而在Mg—Li—Zn系合金中，Li

7、、zn的引人使合抗拉强度可达到230MPa，达到心血管支架所需的中金塑性有明显改善，zn元素还有助于提高合金的耐腐等强度。。。同时稀土元素的加入，有助于进一步提高蚀性；且该合金的降解产物Li、Zn、Mg是人体必须合金的强度’。的微量元素，生物安全性高。因此，Mg．Li—Zn系合金在1实验心血管支架领域有巨大潜力¨。在目前研究的可降解镁合金(Mg—Zn—Ca系、Mg—Li1．1实验原材料系、Mg—A1一RE系和Mg-A1一Mn系)中，Mg．Li—Zn系合金原材料有镁锭、Mg—Li锭、锌锭。原材料纯度符合①收稿日期：2015—09—22基金项目：江西省自然科学基金(