合金化是提高镁合金力学性能的一个重要途径｡添加少量Zn可显着改善合金的力学性能,且对人体害作用｡挤压态的Mg-Zn 合金有望发展成为理想的可生物降解的骨组织工程植入物｡Zr元素具有的生物相容性和骨相容性,是一种良好的晶粒细化剂添加元素,常用于改善镁合金的力学性能｡
Mg-4Zn-0.3Zr合金锭由高纯Mg(99.95%,质量分数,下同)､高纯Zn(99.90%)和Mg-30Zr中间合金制备｡合金熔炼在全程通有N2(98%,体积分数)和SF6(2%,体积分数)保护气体的电阻炉中进行｡在720 ℃下熔化高纯Mg 后,升温至780 ℃ 加入Mg-30Zr中间合金,待中间合金熔化后降温至720 ℃加入高纯Zn,保温30 min后捞渣,准备浇注｡将金属液倒入放在电磁搅拌器中圆柱形陶瓷模具中,在磁力搅拌器的作用下完全凝固,电磁搅拌的电流和频率分别为150A 和6 Hz｡
在挤压棒材上利用线切割加工出 Φ10×2 mm的片状试样，然后依次使用400#、800#、1200# 和2000# 的Si C砂纸打磨。把打磨好的样品，放置于装有酒精的烧杯中，超声波清洗5 min后，电吹风吹干备用。实验过程中，将试样浸泡于装有Hank’s溶液的离心管内，置于37 ℃的恒温箱内，模拟材料在人体内的降解行为，试验样品表面积(cm2) 与Hank’s液体体积(m L)的比例为2.5:1，每种合金选取9个平行样。在浸泡过程中，每24h记录一次Hank’s溶液的p H之变化，并更换一次溶液以保持溶液的p H值保持在正常的人体范围内。分别于1、2、3周后，每种合金取出其中3个样品，放入25wt.% 的铬酸中超声清洗3min以除去样品表面腐蚀产物，然后依次使用水和酒精进行清洗，电吹风吹干后用电子天平称重，计算出平均腐蚀速率，并使用扫描电子显微镜观察样品的腐蚀形貌。平均腐蚀速率的计算公式为 :
平均腐蚀速率=(K×W)/(A×T×D) (1)
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