(2)镁合金具有优良的综合力学性能,相对其他合金而言镁合金比强度高,比刚度接近铝合金和钢铁。
(3)镁合金具有良好的机械加工性能,例如切削加工性能。镁合金的切削速度大大高于其他金属,可进行各种机械切削加工。而且切削一定量镁合金所消耗的功率低于其他金属,镁合金粗糙度低,切削后得到的表面较为光滑。
(4)镁合金的阻尼性能好,弹性模量小,抗震系数大,冲击能量的吸收情况较好,可承载较大的冲击震动,因而在驱动和传动部件部件上广泛使用。如发动机机壳,传送带轮和风扇的叶片等。
(5)镁合金有良好的电磁屏蔽性,在200e下镁的磁导率为1.000012H/m,抗磁化能力强,即使在很强的磁场作用下也不会被磁化,以镁合金材料作为外壳的电子产品具有良好电磁屏蔽性。现在许多电子产品的外壳和屏蔽材料都已开始使用镁合金。
(6)镁合金尺寸稳定性好。在100°C以下,无需退货和消除应力镁合金便能够长时间保持其尺寸稳定不变化,体积收缩仅为6%,是铸造金属中收缩量最低的一种,这是镁合金一个突出的特点。
(7)镁合金还可以重复利用,废旧或者破损的镁合金工件可通过重熔回收再利用,达到降低制造成本、改善环境、节约资源的目的,这无疑对我们的生活和资源利用是具有重大意义的。
1.2.2镁合金在生物医用领域的研究及应用
医用生物镁合金的应用最早可以追溯到100多年前,初步证明了镁合金具有较好的生物相容性,在人体内可以通过腐蚀自行降解,而且镁是人体必需的元素,参与多种酶促反应,生物植入材料分解出的多余的镁离子可以通过汗腺或者排尿系统排出体外。由于条件限制,早期的镁合金植入实验中镁基体在生物环境下腐蚀的速率很快,受损组织还来不及修复和愈合植入的镁合金便失去了固定和支撑的功能,以及由于镁合金过快的降解速度使得皮下产生大量氢气容易引发炎症或组织坏死,镁合金植入实验暂时以失败告终。
随着科学技术和医疗水平的不断发展,镁合金的处理和制备有着重大进步,因此镁合金作为可降解医用材料又一次的进入到了学者和研究人员的视线中。镁合金极易被腐蚀,自腐蚀电位为-2.36V,如果将镁合金作为生物材料植入人体,不需要通过二次手术取出,镁合金可在人体体内自行降解,这能够减轻患者的痛苦,省去许多不必要的麻烦。正因为镁合金有着这一系列其他金属和生物材料不具备的特点,人们提出了生物可降解镁合金(BiodegradableMagnesiumAlloys)的概念。目前临床医学上广泛使用的医用不锈钢、医用钛及其合金和钴铬镍合金,在植入人体体内后会存在或多或少的问题,如力学性能不好、生物相容性不好以及不可降解,但可降解的镁合金具有良好的的力学性能和生物相容性,有望在将来成为理想的固定材料,用来修复骨组织的损伤,并且减轻病人的痛苦和负担。目前镁合金作为生物可降解医用材料的应用研究主要集中在骨固定材料、骨组织工程多孔支架、血管支架等几个方面。
1.2.3镁合金作为生物医用植入材料存在的问题
由于镁合金具有的一系列特点,如良好的生物相容性、较高的力学性能稳定性以及具有自行降解的能力,镁及其合金作为可降解生物医用材料展现出了良好的应用前景。但同时镁合金也具有一定的缺点,例如降解速率过快,不能满足骨骼愈合周期(90~180天)而无法用于临床治疗。因此,目前的研究重点就在于减低镁合金在人体环境条件下的降解速率以满足临床使用要求。
虽然目前临床上已经有生物医用镁合金植入动物体和人体的例子,但是作为生物医用材料,在应用时不仅要考虑到其性能特点满足要求,更要考虑到生物安全性、强韧性、耐腐蚀性等因素。就之前的情况来看,在生物安全性等方面做得还不够好,需要对生物医用镁合金在生物环境下降解产物的安全性、体内代谢机制和强韧性设计方面做出进一步深入的探究,争取为生物医用镁合金的临床医学应用提供更加可靠的依据。