钛离子注入镁钙锌合金在SBF中的耐腐蚀性

材料研究学报

2010, Vol. 24

Issue (4): 383-388

研究论文

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钛离子注入镁钙锌合金在SBF中的耐腐蚀性

毛丽贺^1,2,3, 王玉林¹, 万怡灶^1,2, 何芳^1,2, 黄远^1,2

1.天津大学材料科学与工程学院天津 300072
2.天津市材料复合与功能化重点实验室天津 300072
3.天津工业大学材料科学与工程学院天津 300160

Corrosion Resistance of Ti–ion Implanted Mg–Ca–Zn Alloys in SBF

MAO Lihe^1,2,3, WANG Yulin¹, WAN Yizao^1,2, HE Fang^1,2, HUANG Yuan^1,2,

1.School of Materials Science & Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072
2.Tianjin Key Laboratory of Composite and Functional Materials, Tianjin 300072
3.School of Materials Science & Engineering, Tianjin Polynosic University, Tianjin 300160

引用本文:

毛丽贺王玉林万怡灶何芳黄远. 钛离子注入镁钙锌合金在SBF中的耐腐蚀性[J]. 材料研究学报, 2010, 24(4): 383-388.
. Corrosion Resistance of Ti–ion Implanted Mg–Ca–Zn Alloys in SBF[J]. Chin J Mater Res, 2010, 24(4): 383-388.

全文: PDF(1097 KB)

摘要:

通过X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、纳米压痕、三电极体系法和扫描电子显微镜(SEM)对Mg--1.0%Ca--1.0%Zn(质量分数)镁合金表面注入元素的含量和分布、合金的表面硬度和弹性模量、在SBF中的极化曲线、浸泡后的合金形貌进行了观测和表征, 研究了合金在钛离子剂量为1.5 ×10¹⁷cm^-2注入条件下在模拟体液(Simulated Body Fluid, SBF)中的耐腐蚀性。结果表明: 对于钛离子注入的镁合金, 随着注入剂量的增加合金表面元素的含量增加, 注入的钛在合金表面形成TiO₂层, 合金的表面硬度和弹性模量增加, 在100 nm深度处表面硬度达到最大; 同时, 合金的极化阻力增大, 提高了耐腐蚀性能。

关键词 ：材料失效与保护 , 生物材料 , 镁钙锌合金 , 离子注入 , 耐腐蚀性

Abstract：

The corrosion resistance in the simulated body fluid of Mg–1.0%Ca–1.0%Zn (mass fraction) magnesium alloy with Titanium ion implantation of 1.5×1017cm−2 was investigated. The implantation element content, distribution of elements into the alloy surface were obtained via X-ray energy dispersive spectrometer (EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS); The surface hardness and modulus of the alloy, the polarization curve and the morphology in the SBF were characterized by nano snick, three electrode system and scanning electron microscope respectively. The results show that the implantation element content was improved with the ion implantation dose increases. TiO2 formed at the surface of Mg–1.0%Ca–1.0%Zn magnesium alloy. Hardness and modulus were improved after the implantation of Titanium ions, the maximum of surface hardness was achevied at a depth of 100 nm below the alloy surface. Meanwhile, the polarization resistance was strengthened and consequently the corrosion resistance of the alloy was improved.

Key words： materials failure and protection biomaterials Mg–Ca–Zn alloy ion implantation corrosion resistance

收稿日期: 2010-04-22

ZTFLH:

TG172

基金资助:

天津市科技计划07ZCKFSF01100资助项目。

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