学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

医用镁合金表面激光熔覆Zr₆₀Ti₆Cu₁₉Fe₅Al₁₀非晶涂层

作　者: 刘雪
导　师: 杨森
学　校: 南京理工大学
专　业: 材料加工
关键词: 镁基合金激光熔覆非晶涂层耐腐蚀性生物活性
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 108次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

镁及镁合金在人体生理环境中腐蚀速度过快,极大限制了其作为可降解医用植入材料的应用。块体非晶材料如Zr60Ti6Cu19Fe5Al10,在生物材料领域表现出巨大的潜力。本文利用激光熔覆技术在AZ31B镁合金表面制备Zr60Ti6Cu19Fe5Al10非晶涂层,通过SEM、XRD、显微硬度测试、电化学腐蚀、浸泡实验等方法,对熔覆层的微观组织、硬度、摩擦性、耐腐蚀性和生物相容性等进行了研究。主要结果如下：(1)激光熔覆涂层是由Zr基非晶和晶态的Mg基、Ti基金属间化合物相组成的复合组织,涂层与基体结合良好,无孔洞、裂纹等缺陷。(2)激光熔覆涂层中非晶相硬度约450-680HV,远高于合金化区(约100HV)和基体材料(约80HV),使非晶复合涂层的耐磨性较基体显著提高。(3)Hank’s平衡溶液中熔覆层的极化电位Ecorr为-1.18V较基体-1.42V正移,极化电流密度icorr仅为基体的1/3左右,说明激光熔覆Zr基非晶涂层能提高基体的耐腐蚀性能。(4)在Hank’s溶液中培养4天后,激光熔覆涂层表面几乎被磷灰石全部覆盖。涂层表面沉积的磷灰石无论是密度、体积、结晶度均高于镁合金基体,表明激光熔覆的Zr60Ti6Cu19Fe5Al10非晶涂层有更好的生物活性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-27
  1.1 医用镁及镁合金  11-16
    1.1.1 常用生物医用金属材料  11-12
    1.1.2 镁及镁合金作为生物材料的优缺点  12-14
    1.1.3 镁及镁合金的生物相容性  14-16
  1.2 医用镁及镁合金的腐蚀性能提高方法  16-18
    1.2.1 高纯镁合金的开发  16
    1.2.2 合金化  16-17
    1.2.3 热处理  17
    1.2.4 快速凝固  17
    1.2.5 表面处理  17-18
    1.2.6 变形处理  18
  1.3 镁合金表面激光熔覆金属涂层  18-22
    1.3.1 铝基合金强化层  19-21
    1.3.2 铜基合金强化层  21
    1.3.3 镁合金本体修复  21
    1.3.4 不锈钢涂层  21-22
  1.4 生物非晶金属涂层  22-24
    1.4.1 非晶的特性  22
    1.4.2 非晶在生物医学领域的应用  22-24
    1.4.3 非晶合金涂层  24
  1.5 镁基材料表面激光熔覆非晶涂层  24-26
    1.5.1 激光表面非晶特点  24
    1.5.2 镁基表面非晶研究现状  24-25
      1.5.2.1 镁基合金表面激光熔覆制备锆基非晶涂层  24-25
      1.5.2.2 镁基合金表面激光熔覆制备铜基非晶涂层  25
    1.5.3 镁基合金表面激光熔覆非晶涂层存在的困难  25-26
  1.6 选题背景及意义  26-27
第2章实验材料与方法  27-34
  2.1 实验样品制备  27-29
    2.1.1 实验材料  27-28
    2.1.2 激光熔覆  28-29
  2.2 分析检测方法  29-34
    2.2.1 组成相及组织成分分析  30
    2.2.2 涂层热力学稳定性分析  30
    2.2.3 涂层显微硬度测试  30-31
    2.2.4 摩擦磨损实验  31
    2.2.5 电化学分析测试  31-32
    2.2.6 浸泡实验  32-33
    2.2.7 涂层生物活性实验  33-34
第3章涂层组织结构及基本特征  34-47
  3.1 熔覆层的组织结构  34-41
    3.1.1 熔覆层形貌分析  34-35
    3.1.2 熔覆层相分析  35-36
    3.1.3 熔覆层截面微观组织  36-38
    3.1.4 熔覆层表层微观组织  38-39
    3.1.5 激光工艺参数对熔覆层组织的影响  39-41
  3.2 熔覆层热力学稳定性分析  41-42
  3.3 熔覆层的显微硬度  42-44
  3.4 摩擦磨损特性  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章耐腐蚀性及机理  47-58
  4.1 电化学腐蚀测量  47-51
  4.2 浸泡腐蚀试验  51-55
    4.2.1 失重分析  51
    4.2.2 表面形貌比较  51-54
    4.2.3 腐蚀产物分析  54-55
  4.3 腐蚀原理分析  55-57
  4.4 本章小结  57-58
第5章生物活性  58-65
  5.1 浸泡生长试验中增重分析  58-59
  5.2 表面形貌分析  59-60
  5.3 生长产物组成相分析  60-63
  5.4 基团组成  63
  5.5 本章小结  63-65
第6章结论与展望  65-68
  6.1 结论  65-66
  6.2 展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-75
附录  75

医用镁合金表面激光熔覆Zr60Ti6Cu19Fe5Al10非晶涂层

内容摘要

全文目录

相似论文

医用镁合金表面激光熔覆Zr₆₀Ti₆Cu₁₉Fe₅Al₁₀非晶涂层