生物医用金属材料因其优异的力学性能以及良好的生物相容性被认为是近年来最具潜力的生物医用材料,其中以镁合金和铁基合金为代表的生物医用金属材料在植入材料方面是研究的热点之一。然而,镁合金的腐蚀降解速度过快而铁基合金的腐蚀降解速度过慢,使其在临床上的应用受到了制约。锌的腐蚀降解速率介于镁、铁之间,可以有效避免镁合金和铁基合金腐蚀降解速率在临床上带来的问题,在可降解生物医用植入材料中有巨大的发展潜力。但是纯锌的力学性能较差,且在人体生理环境中存在严重的局部腐蚀。因此,如何通过微观组织调控,实现锌合金良好的力学性能和均匀腐蚀是当前的一个重要研究课题。本论文以Zn-4A1合金为基体,研究了 Sr元素在合金中的存在形式,以及对合金的力学性能和腐蚀性能的影响规律,揭示其强化机制和腐蚀机理。本实验首先熔炼出五组不同Sr含量的Zn-4Al-xSr系生物医用合金(Sr含量分别为 0wt.%、0.03 wt.%、0.06 wt.%、0.1 wt.%以及 0.15 wt.%),然后对五组合金进行微观组织表征及力学性能测试。研究发现随着Sr含量的增加,实验合金中初生η-Zn相的枝晶尺寸和层片状β+η共晶组织的数量发生明显改变,当Sr的含量为0.1 wt.%时,η-Zn初生相的枝晶尺寸最小,β+η共晶组织的层片间距最小且数量最多,其抗拉强度、伸长率、冲击韧性均达到最大值,分别为238 MPa、5.70%和 74.6 J·cm-2。将五组Zn-4Al-xSr合金系试样置于37 ℃的Hank’s溶液中,采用浸泡失重法和电化学法对实验合金在模拟人体环境下的腐蚀性能进行了研究。结果表明,随着Sr含量的增加,实验合金的腐蚀失重及腐蚀速率先减小后增大,当Sr含量为0.1 wt.%时,合金的腐蚀失重最小,腐蚀速率最低。这是由于Zn-4Al-0.1Sr合金中初生的n-Zn相显著减少,组织主要由层片状β+n共晶组织和弥散分布的SrZn13相组成,一方面,均匀分布的层片状β+η共晶组织使得合金由局部腐蚀转变为均匀腐蚀,有效减少了应力集中。另一方面,相比于基体,SrZn13相的腐蚀电位更低,弥散分布的SrZn13相优先腐蚀,为基体合金提供保护。