镁的原子序数为12，化学性能十分活泼，容易发生点蚀而受到损坏。在含有Cl-离子和PH低于11.5的环境中，镁及其合金更加容易被腐蚀，腐蚀速度是正常情况下的数倍[3]。人体体液的PH值约为7.4，在进行手术植入生物材料后，人体体内会分泌出酸液，使得体液的PH值下降到7.4以下。植入人体的镁合金材料在此环境下将会腐蚀得非常快，远不能满足其使用要求。因此，本实验的研究重点就在于改善生物医用镁合金的耐蚀性和生物相容性。镁合金的腐蚀类型有电偶腐蚀、(沿)晶间腐蚀、局部腐蚀、疲劳腐蚀、应力腐蚀开裂、高温氧化(腐蚀)[4]。镁合金在生物环境下耐蚀性很差的原因主要有两点：一是镁合金在生物环境下容易发生电偶腐蚀，使镁合金表面易于腐蚀剥落，表面质量降低；二是镁合金易与氧原子结合反应在表面生成氧化膜，表面氧化膜并不致密，与基体结合也不够牢固，容易脱落，造成表面质量降低[5]。此外，一定量的镁离子对人体有益，但是如果镁离子过量将会适得其反，对人体造成危害。要想生物医用镁合金能够更好的应用于临床医学，对镁合金进行表面改性无疑是一个好的选择。本实验将通过表面改性技术对镁合金的性能进行深入探究。

1.3镁合金表面改性技术研究概述

1.3.1镁合金表面改性技术

镁合金作为硬组织植入材料在国内的研究才刚刚起步，要想使镁合金能够成功应用在医用生物植入材料，必须解决镁合金耐蚀性差的缺陷同时提高其生物相容性。针对目前镁合金出现的耐蚀性差的缺陷，国内外的研究工作主要集中在镁合金合金化处理和表面改性两个方面。对镁合金进行合金化处理或者通过一系列措施减少镁合金中可能引起腐蚀加快的元素，在一定程度上能够提高镁合金的耐蚀性，但是合金化处理仍然存在着许多问题，例如合金元素的引入是否会对人体造成副作用。减小镁合金腐蚀速率的另一个方法是对其进行表面改性，在镁合金表面制备具有生物活性的膜层是改善材料生物活性的一个有效方法，而且可以大大减小镁合金的腐蚀速率。因此，镁合金表面改性技术逐渐成为了研究者们关注的重点。

镁及其合金作为医用生物材料植入人体体内时，不仅要求其具有一定的耐蚀性而且必须具备一定的生物相容性，因此在对镁合金进行表面处理时需要考虑到这两方面的因素[6]。目前，应用较为广泛的医用生物镁合金表面改性方法有：化学转化、热喷膜、气相沉积、电镀、阳极氧化、离子注入以及符合制备法等。

化学转化是指金属表层的原子与介质中的阴离子发生化学或者电化学反应，在金属表面形成一层隔离膜层[7]。通过这种方法形成的膜层较为均匀，而且化学转化操作比较简单，适用于工业批量生产。但是化学转化膜比较薄，与基体结合不够牢靠，而且生物活性有待进一步研究。

热喷膜工艺是利用热源将粉末状或是丝织状的金属与非金属加热到熔融状态，然后将其喷射到试样表面冷却形成膜层的一种技术[8]。热喷膜作为高效的表面强化技术得到了广泛的应用，金属喷膜层与工件之间结合较好，而且基体材料的形状和类型不受限制。

气相沉积可以根据获得薄膜的方法不同分为物理气相沉积(简称PVD)和化学气相沉积(简称CVD)两大类[9]。气相沉积法主要是通过物理或者是化学的方法将材料源变为气态，然后采取措施将其沉积到试样表面形成保护膜层。

电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一层具有所需要性能的金属[10]。可以通过镀不同的金属膜层起到防止金属氧化、提高基体金属耐蚀性、导电性等作用。