医用MgZnSrCa及ZnMgY合金织性能研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhudamiao_72
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,生物可降解金属植入物已成为生物材料中最受欢迎的研究课题之一。其中,镁合金和锌合金的应用前景是最为广泛的,得到了很多研究者的青睐。但镁合金较差的耐蚀性导致其降解速度与人骨愈合速度不相符。同镁合金进行比较,锌具备更加适合的降解速度,然而当前所研究的生物可降解锌合金力学性能较差。同时两种合金的生物相容性和安全性都还需进一步的验证。本文从冶金学和医学两方面对MgZnSrCa和ZnMgY合金进行成分设计,采取适当的挤压工艺获取具备优良的力学性能、耐蚀性能以及生物相容性的合金材料。通过对微观组织和力学性能的研究发现,Ca元素的加入使MgZnSr合金的晶粒圆整、细化,晶界更加清晰;Sr含量由0.5wt%增加到1wt%时,晶粒变细,第二相的析出明显增多,合金的抗拉强度由257 MPa增加到305 MPa,伸长率下降50%,Mg-3Zn-0.5Sr-0.2Ca的综合力学性能最优。挤压态ZnMgY合金的微观组织由α-Zn基体相、Mg2Zn11相和呈块状分布的含Y相组成,随着Y元素含量的不断增加,Mg2Zn11相增多。ZnMgY合金的抗拉强度和抗压强度均高于400 MPa,伸长率小于1%。Zn-1.5Mg-0.5Y综合力学性能最优,抗拉强度达447.4 MPa,抗压强度达469.1 MPa。腐蚀实验结果表明,Ca元素加入使Mg-Zn-Sr合金在人体模拟液中的腐蚀电流密度减小、腐蚀电位正移、腐蚀电阻提高、失重率明显下降,Sr含量由0.5wt%增加到1wt%时,合金耐蚀性能下降,Mg-3Zn-0.5Sr-0.2Ca的耐蚀性能最佳。元素Y的加入提高了Zn-Mg合金的耐蚀性能,Zn-1.5Mg-0.2Y的耐蚀性能最佳。在细胞毒性实验部分,12.5%、25%、50%及100%浓度的MgZnSrCa合金试样浸提液中培养的细胞相对增殖率均大于100%,细胞毒性等级为0级。在浓度为12.5%和25%的ZnMgY合金试样浸提液中培养的细胞,生长形态良好,细胞相对增殖率均大于100%,细胞毒性等级为0级;在浓度为50%的ZnMgY合金试样浸提液中培养的细胞,个别细胞呈现干瘪、畸形的死亡状态,细胞相对增殖率均大于90%,细胞毒性等级为0级或1级;在100%浓度的ZnMgY合金试样浸提液中培养的细胞相对增殖率均小于40%,细胞毒性等级为3级或4级。
其他文献
铝铁合金作为一种具有耐热、耐磨、抗腐蚀等优良特性的合金,在许多工业领域具有广阔的应用价值。但目前常规熔铸制备的铝铁合金中Al3Fe相形貌粗大,严重割裂了基体,导致铝铁合金的力学性能较差,限制了铝铁合金的广泛应用。本文以连续流变挤压成形制备的Al-3Fe(wt.%)合金为研究对象,对Al-3Fe(wt.%)合金进行轧制变形与热处理,研究了冷轧变形与热处理对Al-3Fe(wt.%)合金的组织及性能的影
钢绞线作为桥梁缆索的主要承载构件,其疲劳损伤会导致缆索失效,造成不可估量的损失。目前对钢绞线缺陷的检测大多集中在宏观缺陷,对疲劳损伤等微观缺陷研究较少。本论文采用磁致伸缩导波检测技术对钢绞线疲劳寿命检测方法进行研究,有望为后续桥梁缆索的疲劳寿命检测及评估提供支持。首先,基于半解析有限元理论,研究了疲劳磨损钢绞线导波传播特性。分析了疲劳磨损钢绞线的结构特点,将钢绞线疲劳磨损过程对应到中心钢丝和外围钢
磁制冷技术作为一种高效节能、绿色环保的制冷技术引起了人们的普遍关注、被认为是最具有希望替代传统气体压缩制冷的方法之一。磁制冷技术的核心是磁制冷材料,探索具有大磁热效应的材料非常重要,这些材料可以在不同的温度范围内工作,工作温度在室温附近的磁制冷材料尤为受到研究者的重视。其中,La(Fe,Si)13基合金是最有希望的磁制冷材料之一,它们具有优异的磁性和相对便宜的价格,无毒的组成元素。La(Fe,Si
颗粒增强铝基复合材料拥有高强度、高模量、抗疲劳与耐热耐磨等优点,在航空、航天、汽车、电子等工程技术领域得到了广泛应用,极具发展潜力。在颗粒增强铝基复合材料的几种主要制备方法中,半固态搅拌铸造法与其他工艺相比具有设备廉价,工艺简单,适用于大规模工业化生产的优点,但也存在难以分散增强体颗粒的缺点。所以本实验引入机械振动来促进增强体颗粒分散,采取半固态搅拌-振动耦合工艺复合B4C增强颗粒与Al-1.4M
5083铝合金为Al-Mg系合金,该合金的密度小,抗拉强度高,耐蚀性好,广泛应用于海洋领域。但是由于Al-Mg合金固溶时效过程中的析出相强化效果差,所以Al-Mg合金热处理不可强化,因此大大限制了合金的强度。本试验通过在5083铝合金中加入不同含量的Ag元素,合金经熔铸、均匀化处理、轧制变形及固溶时效处理,通过对比不同Ag含量的5083铝合金时效后的硬度及合金在不同时效温度及时间下的硬度变化曲线,
镁合金与其它金属相比,具有许多优异的性能,但较差的耐蚀性能限制了其应用,这引起了许多材料科研领域工作者的极大兴趣,许多含有不同元素和具有表面膜的新型耐蚀镁合金也正被不断地开发出来。本论文从合金化的角度开发耐蚀镁合金,借鉴Mn元素的除杂作用以及考虑到合金中的不可避免的杂质Si,设计并熔炼出Mg-xMn合金和Mg-0.4Mn-0.011Fe-xSi合金,旨在深入地研究Mn和微量的Si对镁合金腐蚀性能的
三维点云重建是人工智能和虚拟现实的关键技术之一,随着图像采集设备的优化以及计算机算力的不断提升,日益得到研究人员的重视及应用。三维点云拼接是三维点云重建中的关键步骤,因此,针对三维点云拼接中待匹配数据量大、实时性达不到应用需求的问题,研究高精确度及高效率三维点云拼接是目前主流的方向。本文主要围绕三维点云拼接粗拼接中的关键点提取及特征描述子计算步骤的算法,在拼接精度和时间两方面进行研究。基于PCL点
许多工程零部件在使用过程中往往受到交变载荷的作用,这会导致其力学性能的改变,尤其是在交变加载下引起的力学性能恶化将严重影响生产的安全性。因此,近些年来有很多研究者探索了疲劳预变形对材料力学行为的影响。但到目前为止,很少有人关注疲劳预变形对固溶和时效处理合金力学行为的影响。因此,本文选取时效强化型的Al-4.0wt.%Cu合金作为研究对象,系统研究疲劳预变形等级D(Damage,D=Ni/Nf,Ni
锆作为能提高铝合金综合性能的微量添加元素,已经在生产中得到了广泛应用。锆元素可以替代昂贵的钪添加到工业纯铝中增加耐热性、抑制再结晶,应用在铝合金导线上,锆能起到以上这些作用主要与Al3Zr相的析出有关,相关研究表明影响锆元素在铝中存在形式的因素主要有锆的添加量、凝固条件、热处理制度及塑性变形,前两种已有一定的研究成果,而对于后两者的研究却较少。因此本文旨在系统的研究热处理制度及冷轧变形对Al3Zr
为缓解高温环境下人的热应激以及因过度使用空调而造成的紧张能源形势,液冷服应运而生,并逐渐从航空航天等特殊领域转移到民用。液冷服系统主要由两部分组成,其一是带冷却管路的基础服装,其二是冷源系统。本文针对液冷服基础服装进行理论研究,探究提升液冷服性能的方法并优化冷源系统设计以延长液冷服工作时间,对液冷服总体结构做出优化并制成成品。具体研究如下:建立人体-液冷服-环境理论传热模型,揭示了液冷服散热量与冷