题目：生物可降解医用镁基合金的研究

可降解材料是生物材料发展的重要方向,由于金属材料具有较好的强度和塑韧性,因此金属基可降解吸收材料具有重要的临床应用价值。镁是所有金属材料中生物力学性能与人骨最接近的金属材料,具有理想的生物力学相容性,因此,镁合金作为可降解生物材料具有巨大的应用潜力。

对于可降解生物材料，镁合金应用的主要难题是在生理环境中较高的降解速率。针对这个难题，应用电化学技术研究了通过快速凝固工艺(RSP)制备的Mg-13Li-3Al-1Zn-0.5Sr-0.5Ca合金(RSP-Mg-13Li-3Al-X)在腐蚀电位处的腐蚀抗力。

实验合金在低碳钢坩埚中并且氩气保护下熔炼制备，重熔2-4次以确保化学成分均匀。通过快速凝固工艺制备直径分别为1、3、6mm的圆柱棒。均匀腐蚀速率通过电化学阻抗谱计算，在等同于人体温度的37±0.5℃的hank’s生理平衡盐溶液（用HCl 和 NaOH调节PH使其保持在7.2-7.4范围内）中进行。在Hank’s溶液中试样腐蚀前后的表面形貌通过配有电子探针（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）表征。

结果表明，快速凝固工艺显著降低镁锂合金的腐蚀速率。快速凝固工艺制备的镁合金较传统方式制备的同种成分的Mg-13Li-3Al-X合金以及常规制备异种成分AZ31、AZ91合金有更好的耐腐蚀性能。

金相及XRD分析表明，RSP-Mg-13Li-3Al-X合金基体为单相组织即β-Li相。 RSP-Mg-13Li-3Al-X合金随制备时凝固速率的不同，晶粒尺寸在10-40μm，是常规镁合金晶粒尺寸的1/10,为铸态，快速凝固成形工艺细晶效果显著。

RSP-Mg-13Li-3Al-X合金的铸造缺陷明显减少。RSP-Mg-13Li-3Al-X合金第二相分布与常规加工的铸态、轧态、锻态合金相比，更加均匀细小。RSP-Mg-13Li-3Al-X合金晶内第二相明显增多，并且趋于呈球状镶嵌在晶内，尺寸在1μm以下，没有明显的棱角，对基体的割裂作用明显减弱，有效的降低了应力集中，弥散强化和固溶强化效果显著。

EDS分析表明，ø3、ø6试样中晶内球化析出物成分：含Sr0.66%, Ca0.94%，晶界处析出物成分：Sr9.78%，Ca5.31%，可见Ca、Sr在晶内的固溶度极微，固溶强化作用较弱。快速凝固工艺所制备的Mg-13Li-3Al-X合金试样显微硬度值为100-125HV，常规工艺制备的铸态Mg-13Li-3Al-X合金的显微硬度值为80HV左右，轧态根据轧制工艺不同，硬度值为60-80HV。RSP-Mg-13Li-3Al-X合金硬度提高显著。

RSPMg-13Li-3Al-X试样较锻态Mg-13Li-3Al-X合金相比，腐蚀性能显著提高。 电化学测试分析得出，RSP-Mg-13Li-3Al-X合金的钝化膜稳定性较常规工艺制备的合金有显著提高。在HBSS溶液中，RSPΦ3-72h试样比RSPΦ6-72h试样表现出更好的腐蚀抗力。对腐蚀产物进行EDS和XRD分析表明该腐蚀产物为钙镁磷酸盐类物质，表明RSP-Mg-13Li-3Al-X具有较好的生物相容性。