镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

镁合金由于其密度小,比强度高等特点愈发受到社会关注,其非晶合金又由于弥补了传统晶态镁合金的部分缺点而成为当今研究热点之一。结合国内外文献及镁合金在国内外生物领域中的应用的具体情况,综述了传统镁合金在生物领域的应用现状,比较了镁基非晶合金与传统晶态镁合金的腐蚀情况,探究了镁基非晶合金因其非晶性能而得到的更优的力学性能,展望了镁基非晶合金作为生物材料的发展前景,为镁基非晶合金在生物材料领域中的应用技术研究及发展提供参考。     

镁合金-黄连素-生物复合涂层的研究

镁合金在可降解骨植入领域有着广泛的应用前景,但快速降解产生大量氢气引起感染等一系列生物学问题,在镁合金表面制备超声微弧氧化膜层,再用植酸/硅烷掺杂盐酸小檗碱制备复合生物涂层,改善镁合金的降解快的问题。植酸/硅烷作为对照组,不同盐酸小檗碱为实验组,利用SEM、能谱、接触角测量仪等手段研究载药涂层的结合强度、润湿性、耐腐蚀性、组成元素等涂层性能。当盐酸小檗碱浓度为4g/L时涂层平整致密,孔隙减少,润湿角最大为48. 4°,模拟体液浸泡后生成大量HA,制备的复合膜层综合性能最好。镁合金UMAO-植酸/硅烷-盐酸小檗碱-生物复合涂层的耐降解性能及耐蚀性能显著提高。     

锌基可降解金属研究进展与展望

可降解金属是21世纪医用金属材料研究领域的热点,以镁合金为代表的可降解金属在过去十余年里得到大量的研究,并逐渐有植介入器械产品在临床上得到应用,然而镁合金降解速度快,抗拉强度通常低于400 MPa.以锌为基体的可降解金属最近被关注,通过有效的合金化设计其抗拉强度可以高于600 MPa,降解速度比医用镁合金慢,有望拓展可...     

镁合金-植酸-小檗碱生物复合涂层的研究①

目的为了提高微弧氧化技术防护膜层的降解速度和生物活性,在纯镁超声微弧氧化膜层表面制备植酸掺杂盐酸小檗碱的复合生物涂层。方法植酸作为对照组,不同盐酸小檗碱为实验组,利用SEM、能谱、接触角测量仪等手段研究不同盐酸小檗碱添加量对复合涂层的表面的形貌、接触角、成分的变化以及耐腐蚀性影响。结果 BH处理浓度越大,复合涂层表面孔洞数量越少,孔径越小。添加2 g/L盐酸小檗碱制备的复合膜层综合性能最好。结论纯镁超声微弧氧化植酸-2g/L盐酸小檗碱复合膜层的耐降解性能及耐蚀性能显著提高,效果最佳。     

山东省镁资源与镁工业的发展方向

通过最近两年对山东省白云石矿镁资源的开发利用和镁工业的发展现状的实地考察,结合国内外近年来对镁及镁合金的研究与应用,分析了国内外镁及镁合金应用市场和国内主要省市镁工业的发展情况,指出了山东省镁资源开发及镁工业的发展方向。     

编者按:结构与功能镁合金专刊

       镁合金有诸多优良性能如高比强度，良好的铸造性能及阻尼性能， 作为轻量化结构材料在交通运输业及航空业有广泛的应用前景。为了拓宽镁合金的应用前景，过去在如何进一步提高镁合金的高温性能和如何进一步改善镁合金的室温塑性与成型性方面进行了大量的研究。镁合金除了在结构方面的应用外，它们也可被开发为功能材料应用于相关领域。基于镁合金自身的腐蚀特点、良好的生物相容性与人体骨骼相近的弹性模量，其被研究开发为可降解医用材料应用于体内。除医疗方面的功能性应用外，镁合金在作为电池阳极材料和储氢材料方面也表现出巨大的潜在应用前景。       遗憾的是镁合金还存在几个方面的应用瓶颈，如室温塑性及成型差、形变不对称性、强度低。作为潜在医疗植入降解材料，其降解速度又过快。为了解决这些问题， 促进镁合金的广泛应用， 开发高性能镁合金结构材料及其功能材料已成为当前材料科学、生物科学及能源领域的研究热点。       因此，为了解镁合金开发及其应用方面的最新进展及考虑到进一步拓宽镁合金应用的重要性，我们推出了就镁合金开发、加工工艺、合金的表面处理、及作为储氢材料的专刊。本专刊共收录了17篇论文，包括1篇镁合金表面处理综述及16篇研究论文。希望通过本专刊收录的论文能够帮助相关研究人员对镁合金作为结构材料及功能材料的研究进展方面有综合全面的了解。     

稀土镁合金的研究状况

镁合金是最轻的金属结构材料,而稀土的加入对改善其组织、起燃温度、耐腐蚀性、力学性能特别是高温性能具有重要作用.近几年,有关稀土镁合金国内外均做了相当多的研究,随着节能与环保要求的日益迫切,镁合金的研究与应用也越来越得到重视.本文介绍了近年来国内外稀土镁合金的研究开发状况.     

依靠科技兴镁 建设资源强省

"中国(太原)镁及镁合金产业高端论坛"对于镁及镁合金产业发展、规划预测、学术交流,太原市加快建设国家级镁及镁合金产业基地,以及推动我国镁及镁合金产业又好又快发展具有重大的战略意义。     

消失模镁合金铸件的腐蚀行为

对消失模镁合金铸件的表面成分与耐腐蚀能力进行了研究，发现消失模镁合金铸件比其他铸造方法获得的铸件的耐腐蚀性更好．在50g／L的NaCl盐浴中腐蚀，聚苯乙烯(EPS)消失模镁合金试样的耐腐蚀性能比普通铸造得到的镁合金试样耐腐蚀性提高了约3倍．其主要原因是以EPS为模样的镁合金消失模铸造得到的铸件表面有一层MgO-Al2O3-SiO2-无定型C粒子等组成的薄膜，该薄膜对镁合金起到了保护作用．因此，消失模铸造非常适用于镁合金的成形。     

加快创新步伐 打造世界“镁都”——透视太原镁及镁合金产业发展

3月31日,全国镁行业的有关部门领导、中科院院士、中国工程院院士、专家学者及企业管理者200余人将齐聚龙城,参加在山西太原举办的"中国(太原)镁及镁合金产业高端论坛",共同分析我国镁及镁合金技术的推广与研发,展望镁及镁合金产业的发展前景,并就太原市建设镁合金加工制造基地、打造世界"镁都"的可行性进行探讨。     

生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究

为了进一步优化生物医用镁合金的耐蚀性能，满足临床使用要求，对新型生物医用高强韧ZTM630镁合金进行了微弧氧化表面改性处理。分别制备了氧化时间为2、5、8和15 min的微弧氧化试样，并对其组织结构和耐腐蚀性能进行了表征和分析。结果发现：随着氧化时间的延长，涂层厚度与表面粗糙度均呈现增高的趋势；当氧化时间为5 min时，试样表现出最强的耐蚀性。研究表明，微弧氧化时间的合理调控对于生物医用镁合金耐蚀性的提高具有重要的意义。     

生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究

为了进一步优化生物医用镁合金的耐蚀性能，满足临床使用要求，对新型生物医用高强韧ZTM630镁合金进行了微弧氧化表面改性处理。分别制备了氧化时间为2、5、8和15 min的微弧氧化试样，并对其组织结构和耐腐蚀性能进行了表征和分析。结果发现：随着氧化时间的延长，涂层厚度与表面粗糙度均呈现增高的趋势；当氧化时间为5 min时，试样表现出最强的耐蚀性。研究表明，微弧氧化时间的合理调控对于生物医用镁合金耐蚀性的提高具有重要的意义。     

Microstructure characterization of early corrosion behavior of AM60B magnesium alloys

The microstructures and corrosion behavior of AM60B magnesium alloys, produced by both high-pressure die casting (HPDC) and super vacuum die casting (SVDC) processes, were investigated by a combination of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and slow positron beam technique. XRD confirmed that calcium carbonate (CaCO3) deposited on the surface of alloys during the early stages of corrosion, and the deposition rate of CaCO3 for SVDC with corrosion time was slower than that of HPDC. SEM observation found that the -phases in the skin surface of SVDC alloy had a greater volume fraction and more continuous distribution than that of HPDC alloy, leading to lower volume fraction of CaCO3 deposited on surface of SVDC alloy for the same corrosion time. The slow positron beam Doppler broadening measurement revealed that the thickness of surface corrosion layer increased with corrosion time. Compared with HPDC alloy, the increase rate of thickness for SVDC alloy is slower, which implied that SVDC alloy exhibited a better corrosion resistance than HPDC alloy.     

小电流镀铜对阳极氧化AZ31镁合金耐蚀性的 影响

研究了小电流镀铜封孔对阳极氧化AZ31镁合金耐蚀性能的影响.AZ31镁合金阳极氧化后,在传统的镀铜液中进行阴极小电流处理.SEM、EDS和XRD分析结果表明,阴极小电流处理后,在阳极氧化膜的多孔层中发生了铜的沉积.在质量分数为3.5% NaCl水溶液中测试的极化曲线表明,AZ31镁合金阳极氧化后进行小电流镀铜处理,可以提高自腐蚀电位,降低自腐蚀电流密度,使耐蚀性能得到显著提高.     

海水激活电池用Mg-Hg-Ga合金阳极材料的腐蚀行为

通过Mg-3％Hg-2％Ga阳极材料在3.5％ NaCl水溶液中的析氢和浸泡实验研究其宏观腐蚀速率,通过动电位极化法和交流阻抗谱分析镁合金的电化学腐蚀行为;用扫描电镜分析镁合金的表面腐蚀形貌,讨论Mg-3％Hg-2％Ga合金的腐蚀机理.研究结果表明;Mg-3％Hg-2％Ga在3.5％ NaCl介质中的析氢速率为2.4×10-4mL/(cm2·s),浸泡128 h后,试样表面腐蚀均匀,腐蚀产物易脱落;在10 mV/s的扫描速度下,动电位极化测得腐蚀电流密度为2.41 mA/cm2;在开路电位下测得电极电荷转移阻抗为222.6 Ω/cm2,等效电容为8.48×10-4F.Mg-3％Hg-2％Ga阳极材料可开发为海水电池用镁合金阳极材料.     

AZ91镁合金热扩渗涂层的研究

采用固体粉末法对AZ91镁合金实施了渗Al、Al-Ce共渗．通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱和腐蚀测量系统对渗层组织进行了分析．结果表明，该方法能使镁合金表面得到良好的渗层组织，有一定的工程意义．经检验渗Al、Al-Ce渗层均能提高镁合金的耐腐蚀性能，渗Al-ce的耐蚀性更是明显高于渗纯铝．     

AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为

采用Tafel极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行了观察,结合介质pH值测量,讨论了腐蚀机理。结果表明,AZ40镁合金在模拟海水介质中的耐蚀性能较差;腐蚀自发发生,初期以点蚀为主要特征;由于Mg(OH)2等腐蚀产物存在较多缺陷,且分布不均匀,不能有效阻止腐蚀的发展,致使腐蚀扩展迅速,合金表面在短时间内就被严重破坏。     

AM60B镁合金微弧氧化膜的电化学腐蚀行为

在硅酸盐体系中对AM60B镁合金进行微弧氧化处理,采用循环伏安(CV)法、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究膜层在3.5% NaCl介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:AM60B镁合金经微弧氧化处理后,膜层耐蚀性得以显著提高.相比低电压下的膜层,高电压下获得膜层微孔略大,但微孔数量明显较少,厚度显著增加,这使得膜层在整个腐蚀过程中呈现了极强的电阻性和优异的耐蚀能力,甚至测试结束时腐蚀介质仍未渗透至膜基面,而低电压下处理得到的膜层,腐蚀介质已渗透至膜基面且侵蚀了基体.     

Corrosion and electrochemical behavior of as-cast Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr magnesium alloys in 5% NaCl aqueous solution

The corrosion mechanism of the as-cast Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr magnesium alloy immersed in 5% NaCl aqueous solution was investigated by electrochemical test and SEM. The electrochemical results indicate that the corrosion resistance of Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr alloy in 5% NaCl aqueous solution gradually deteriorates with immersion time increasing from 2 h, 24 h, 60 h, to 108 h, which is consistent with th e SEM observation of corrosion morphologies. The Cl^-anion leads to the initiation and development of the corrosion pits, and Mg-5Y-7Gd-1Nd-0.5Zr alloy exhibits filiform type of attack under significant anodic control of magnesium solution reaction. The corrosion potential becomes noble with increasing immersion time.     

Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite coating on the surface of medical magnesium alloy and its corrosion resistance

The early corrosion control of biomedical magnesium alloy is an important measure to determine its good performance during implantation into human body. The deposition of calcium phosphate biological coating is the most effective solution at present. In this paper, hydroxyapatite (HAP) coating was hydrothermal synthesized on the surface of AZ31B magnesium alloy, and the influence mechanism of hydrothermal synthesis temperature, time and solution concentration was investigated. The synthesis conditions and deposition mechanism of hydroxyapatite coating without DCPA (CaHPO₄) were proposed. The surface morphology of the coating was observed by field emission electron scanning microscope (FESEM). The types and contents of microelements in the material were analyzed by energy disperse spectroscopy (EDS). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to analyze the functional group information of the coating surface. The corrosion resistance of different experimental groups was studied by electrochemical test. The results showed that when the calcium phosphate solution concentration was 0.1 ?mol/L and the calcium/phosphorus ratio was 1.67, the coating had better morphology structure and corrosion resistance, and the calcium/phosphorus ratio of HAP crystals reached 1.58, the epit of the prepared AZ31B-HAP coating by bare metal increased from ?1.51 ?V to ?1.18 ?V, the impedance value reached 1.0 ?× ?10⁵ ?Ω?cm², and the early corrosion of magnesium alloy substrate was effectively delayed.