1。3  镁基非晶合金的研究现状

1。3。2  镁基非晶合金在生物材料的研究现状

1。3。3  MgZnCa合金用于生物材料的研究

1。4  课题研究的目的和主要内容

镁合金的可降解性使其在生物应用方面具有广阔的前景，但是它的降解速度过快不能满足用于生物材料的有效服役期。本课题通过制备镁基非晶合金并添加稀土元素来提高镁合金的耐腐蚀性，最终达到可控降解的目的。

本课题研究的主要内容：

（1）合金成分设计；（2）样品制备；（3）结构表征和热力学分析；（4）耐腐蚀性能测试。

2  实验内容及方法

2。1  实验内容

本文选择生物安全性较高的MgZnCa合金体系，主要以Mg68Zn28Ca4镁基非晶合金为基体，通过添加少量的Y、Tb、La、Dy四种稀土元素，添加后的成分为Mg68-XZn28Ca4REX（RE=Y，Tb，La，Dy，X=0,1,3），研究这四类元素对镁基非晶合金的微观结构，热稳定性和耐腐蚀性能的影响。

实验过程如下流程图2-1所示，对合金成分计算、配比、称量，利用感应熔炼母合金获得实验所需母合金。用单铜辊甩带急冷法制得非晶合金薄带。通过XRD衍射分析、差示扫描量热法（DSC）、电化学测试等来分析Y、Tb、La、Dy等四种元素对Mg68Zn28Ca4非晶合金耐腐蚀性和可降解性能的影响。

图2-1  实验流程图

2。2  实验原料及仪器

实验的原料是纯镁、纯锌、含钙质量分数为30。0%的镁钙合金、质量分数高于99。9%的纯Y、Tb、La、Dy。

实验所用化学材料及仪器有：0。144MNaCl溶液、PBS（0。2MNa2HPO4和0。2MNaH2PO4混合）磷酸缓冲液、模拟体液、去离子水、酒精、丙酮、烧杯、镊子、1000mL容量瓶、饱和甘汞参比电极、铂电极、透明胶带等。

实验过程中用到的实验仪器有电子天平、0。0001g的电子天平、感应熔炼浇注设备（HFZ-1型）、单铜辊模甩带设备（XC-500型）、点焊机（DN1-10）、Bruker D8 X射线衍射仪（Bruker-AXS D8 Advance）、电化学工作站（Parstat 4000）、差示扫描量仪（DSC2000）。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

2。3  样品制备

本实验通过感应熔炼获得所需母合金。根据计算好的合金成分进行配料，其中，实验原料是纯Mg、Zn、Y、Tb、La、Dy、含钙质量分数为30。0%的镁钙合金。每种合金总质量为20g。按照预先设计的成分Mg68-XZn28Ca4REX（RE=Y，Tb，La，Dy，X=0,1,3）配制合金，配料前需使用丙酮清洗出去金属表面的氧化物（氧化皮用砂纸磨，丙酮只是清洗污垢），使用0。0001g电子秤称量以确保配料的精确。将称量好的原料装进氮化硼坩埚，放入感应炉中，将其密封，之后用机械泵将炉内抽真空至5Pa以下，再用分子泵抽真空到3*10-3Pa以下。加热围绕在氮化硼坩埚周围的铜管熔炼母合金，充入氩气以保护母合金熔练均匀、防止氧化。为了母合金成分均匀，需将配好的材料在坩埚中熔炼多次，用砂纸打磨母合金，去除其表面的氧化层，使用丙酮清洗母合金表面。

采用单铜辊甩带急冷法制非晶合金薄带，原理如图2-2所示。通过高速转动的激冷辊把液态金属拉伸成液态薄膜，之后激冷辊迅速导热将液态薄带凝成固态。取适量熔炼好的母合金置于石英管底部，调整石英管和铜辊间的距离，密封机器，启动电源，抽真空，开启铜辊并达到预设的转速，加热感应线圈使合金融化，利用高压氩气将溶体合金推至铜辊表面，制成厚为30um、宽度不等的九种样品，分别是：Mg68Zn28Ca4，Mg67Zn28Ca4Y，Mg65Zn28Ca4Y3，Mg67Zn28Ca4Tb，Mg65Zn28Ca4Tb3，Mg67Zn28Ca4La，Mg65Zn28Ca4La3，Mg67Zn28Ca4Dy，Mg65Zn28Ca4Dy3。