医用镁合金表面磷化处理及生物腐蚀性能

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医用镁及镁合金材料表面改性的应用

医用镁及镁合金材料表面改性的应用摘要镁是可被人体吸收的常量元素, 且具有较高的比强度和比刚度, 在医用植入材料领域具有广阔的应用前景。

本文综述了医用镁及镁合金作为生物医用材料的表面改性技术的研究现状。

关键词：镁合金；表面改性；生物医用材料1 镁及镁合金作为医用材料的优点1.1 优良的机械性能镁属于轻金属，在现有的工程用金属中密度最小，仅为 1.74 g/cm3，并且与人骨的密质骨密度(1.80 g/cm 3)极为接近。

其导热率好，无磁性，对CT 或磁共振图像干扰小。

镁及镁合金的机械性能比其他常用金属材料更接近天然骨，如用作植入材料，其适中的弹性模量能够有效缓解应力遮挡效应，对骨折愈合、种植体的稳定具有重要作用。

镁合金具有很好的流动性与快速凝固率，尺寸稳定性好，是良好的压铸材料，且容易切削加工。

1.2 生物活性、介导成骨作用及生物相容性镁是人体必需的元素，人体含量仅次于钾、钠、钙，几乎参与人体所有的新陈代谢活动。

镁也是组成骨的主要成分，能促进骨、牙齿及细胞形成并在骨的矿物质代谢中起重要的调节作用。

含有镁离子的生物陶瓷种植体、胶原的表面成骨细胞黏附增加，整合素表达及信号传导蛋白基因表达增高，骨整合能力增强。

镁基种植体较聚乳酸表面有更多钙磷酸盐形成，周围骨量增加，提示高浓度的镁离子可提高成骨细胞的活性；在体外环境中镁可促进磷酸钙沉积，增加介导成骨作用，同时改善原位耐蚀性。

1.3 可降解性镁的标准平衡电位为-2.34 V ，低于其他工业合金；氧化膜疏松多孔，不能对基体起到良好的保护作用，尤其是在含有氯离子的腐蚀介质中，呈示出较高的化学和电化学活性，作为可降解材料具有其天然优势。

2 存在的问题镁及镁合金的耐蚀性能较差，很容易发生点蚀，在有Cl-存在的环境中腐蚀速率更快，且在周围介质的pH值低于11.5时，镁合金在人体内的腐蚀会加快。

人体内的pH值约为7.4，在手术后的人体代谢吸收过程中可能会引起人体内二级酸液过多症，使体内环境的pH值低于7.4 ，所以镁合金作为植入材料在体内会加速腐蚀。

生物医用镁合金的腐蚀与防护研究进展

生物医用镁合金的腐蚀与防护研究进展摘要由于具有优异的力学性能、生物相容性和可降解性，镁及其合金成为一种极具潜力的生物医用可降解金属植入材料，并且是目前该领域的研究热点。

但由于镁及其合金具有较快的腐蚀速率，严重制约了其在临床上的应用。

因此开发高强度、高韧性、高耐蚀且降解行为可控的高性能镁合金迫在眉睫。

本文结合近五年积累的众位科研人员关于医用镁合金腐蚀与防护的研究资料，在此基础上综述了生物医用可降解镁合金的最新研究进展，分别详细介绍了镁及其合金作为生物医用材料的优势与不足、腐蚀机理，腐蚀的表征技术和腐蚀的防护技术的相关研究，并一定程度上分析了未来医用镁合金发展中需要解决的问题和未来发展方向。

关键词：镁合金；生物医用；腐蚀；防护ABSTRACTDue to the excellent mechanical properties, biocompatibility and degradability, magnesium and its alloys become a potential biomedical degradable implant materials, which is the research focus in the field.However , the corrosion rate of magnesium and its alloys is faster,which severely restrict its clinical application.So the development of high strength, high toughness, high corrosion resistance and controllable degradation behavior of high performance magnesium alloys is bining with nearly five years of accumulation of medical research data about corrosion and protection of the magnesium alloy which is made by researchers , on which this paper summarizes the latest research progress of magnesium and its alloys was introduced in detail, such as the advantages and disadvantages of biomedical materials, corrosion mechanism, characterization of corrosion and corrosion protection technology research, and to some extent, the analysis of the problems need to be solved in the development of future medical magnesium alloys and the future development direction.Key Words:magnesium alloys ; biomedical;corrosion ;protection文献综述作为材料的一个重要分支，生物医用材料(Biomedicalmaterials)的发展和应用关系到人类的生命健康和社会文明的进步，正吸引着越来越多的关注。

镁合金表面处理技术与性能分析

镁合金表面处理技术与性能分析第一章：引言镁合金因其轻质、高强度、良好的耐腐蚀性和良好的可塑性而被广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。

然而，镁合金在表面处理方面仍存在一些挑战，例如热稳定性和耐氧化性较差，易发生腐蚀等问题。

因此，寻找更有效的镁合金表面处理技术变得至关重要。

第二章：镁合金表面处理技术2.1 电化学处理在电解液中，通过电解方法对金属进行阳极处理，并在其表面上形成一层氧化膜，该方法可以在多种材料上迅速形成具有良好抗腐蚀性的涂层，并且可以通过调整电流密度和时间来改变氧化膜的厚度和颜色。

2.2 化学处理化学处理可通过浸泡或刷涂等方法使镁合金表面发生离子交换或化学反应来形成一种保护性膜。

例如，使用含有多种有机和无机酸的溶液对镁进行浸泡，可以形成一层质地坚硬的氧化铝膜。

2.3 物理处理物理方法包括喷砂、喷丸和激光熔射等。

通常，这些方法会在表面形成一层粗糙的纹理，以增加镁与空气或其他介质之间的接触面积和摩擦力。

第三章：表面处理后的镁合金性能分析3.1 腐蚀性能镁在空气中易形成氧化层，在湿润环境下还容易形成水合层导致易腐蚀。

针对这一问题，通过表面处理后形成的化学膜可以防止氧化层和水合层的形成，提高了镁合金的抗腐蚀能力。

3.2 力学性能表面处理对镁合金的力学性能影响较小，但是通过物理处理方法，可以显著降低镁合金表面的粗糙度，提高其表面质量和结构强度，从而改善其力学性能。

3.3 热稳定性要使镁合金在高温下稳定，需要通过表面处理形成一层高温氧化层。

常用的高温氧化方法包括热氧化和熔盐氧化。

这些方法可以在镁合金表面形成一层密封的氧化层，有效防止氧化和腐蚀。

第四章：未来展望镁合金作为一种重要的轻金属材料，其应用前景非常广阔。

未来，在表面处理技术方面，我们可以进一步开发和完善表面处理材料和新技术，并将其与其他表面处理方法相结合，使其性能得到进一步提高，并满足更广泛的工业和消费领域对高性能镁合金的需求。

第五章：结论镁合金表面处理技术不断创新和完善，可以提高其腐蚀性能、力学性能和热稳定性，有利于其在工业和消费领域的广泛应用。

镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究

镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究镁合金是一种重量轻、高强度的金属材料，因此在各个领域中得到了广泛应用。

然而，由于其在大气环境中容易受到腐蚀，使得其耐用性和可靠性受到一定的影响。

为了提高镁合金的耐蚀性能，各种表面处理技术被广泛研究和应用。

下面将从常见的几种表面处理技术入手，介绍它们对镁合金耐蚀性能的影响。

一、阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理技术，通过在金属表面形成一层氧化膜以提高其表面性能。

在镁合金表面上，氧化膜可以增加金属表面的硬度和耐磨性，同时也可以提高其防腐蚀性能。

然而，由于氧化膜是一种多孔材料，且氧化膜的密度和厚度也会影响其性能。

因此，氧化膜的质量和厚度需要得到控制，才能够发挥出其最佳的防腐蚀性能。

二、化学转化处理化学转化处理是利用化学反应在镁合金表面产生一种保护膜的技术。

常见的方法包括磷化、钝化和转化膜等。

这些保护膜具有良好的耐蚀性能，可以更好地保护镁合金表面不受到腐蚀的影响。

三、喷涂处理喷涂处理是将一种防腐涂料喷涂在镁合金表面上，以形成一种保护膜的技术。

这种方法具有一些优点，如简单和易于实现，同时也可以在较短的时间内形成保护层，有效提高镁合金表面的耐蚀性。

然而，由于镁合金表面的特殊性质，这些表面处理技术仍需要加以改进和优化。

例如，喷涂处理中的涂料选择需要注意其与镁合金表面的相容性，使得涂层可以牢固地附着在表面并保持长时间的防腐蚀性能。

同时，氧化膜的质量和厚度也需要加以监控和控制，才能够在镁合金的使用过程中发挥最好的防腐蚀性能。

总而言之，表面处理技术是提高镁合金表面耐蚀性能的主要手段之一。

通过选择适当的表面处理技术，可以有效减少镁合金的腐蚀损失，延长材料使用寿命，并且在各个领域中得到更加广泛的应用。

随着技术的不断发展和优化，相信未来会有更多更好的表面处理技术出现，推动镁合金材料的更进一步发展。

MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究

第18卷第1期2011年2月东莞理工学院学报J OURNAL OF DONGGUAN UN I V ERSI TY OF TEC HNOLOGYVo.l 18No .1Feb .2011收稿日期:2010-12-01基金项目:广东省科技攻关项目(2009B011000002);东莞市科技重点项目(200910814005)。

作者简介:周亚民(1968 ),男,湖南衡阳人,副教授,博士,主要从事分析科学研究。

MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究周亚民许县华詹进国刘世聪(东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞 523808)摘要:应用T a fel 极化曲线分析方法,对在不同磷化温度、不同磷化液p H 和不同磷化时间条件下磷化的M B6镁合金防腐性能进行了研究。

实验结果表明:磷化温度、磷化液p H 和磷化时间对M B6镁合金磷化膜防腐性能有较大影响,其最佳磷化温度为50 ,最佳p H 为3 0,最佳磷化时间为20m i n ,磷化膜可提高M B6镁合金在H ank 溶液里耐腐性能。

关键词:M B6镁合金;磷化;防腐;极化曲线中图分类号:TG178 文献标识码:A文章编号:1009-0312(2011)01-0088-05镁合金以其高比强度、比模量、优异的力学性能、良好的电磁屏蔽性和很好的回收性被称为!21世纪绿色工程材料∀[1-2]。

我国镁资源丰富,是世界原镁生产和出口大国。

但我国的镁资源利用效率和镁合金产品档次都偏低。

作为附加值高的镁合金功能性材料没有得到广泛的应用,一个重要的原因是镁合金防腐问题还没有很好地被解决。

镁是所有工业合金中具有很高化学活性的金属元素,其标准电极电位为-2 37V,在常用介质中的电位也相当低,呈现出极高的化学和电化学活性,非常容易被氧化腐蚀,腐蚀形成的膜疏松而多孔,容易积聚水汽使腐蚀加剧。

另外,镁合金与其它金属接触或者镁合金内部有第二相或杂质相时,镁合金一般作为阳极发生电化学腐蚀,在宏观上表现为全面腐蚀,缺乏自我修复和保护能力。

医用可降解镁合金表面磷酸盐涂层研究进展

ＹＩＮＺｈｅｎｇｚｈｅｎｇ～，ＺＥＮＧＲｏｎｇｃｈａｎｇ～，ＣＵＩＬａｎｙｕｅ～，ＺＯＵＹｕｈｏｎｇ。，ＬＩＳｈｕｏｑｉ～，ＺＨＡＮＧＦｅｎ ’
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ，
２．山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东青岛２６６５９０；
３．山东科枝大学化学与环境工程学院，山东青岛２６６５９０）
摘要：综述了医用镁合金表面磷酸盐涂层的制备工艺和特点，主要介绍了医用镁合金表面几种Ｃａ — Ｐ（包括二水磷
ｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ．ＩｔｆｉｒｓｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆＣａ－Ｐｃｏａｔｉｎｇｓ（ｃａｌｃｉｕｍｈｙｄｒｏｇｅｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｄｅｈｙｄｒａｔｅ，ｔｒｉｃａｌｃｉｕｒｎｐｈｏｓｐｈａｔｅａｎｄｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ）ａｎｄｔｈｅ（Ｆ，ＳｒａｎｄＣｅ）ｅｌｅ —

MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究

MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究
周亚民;许县华;詹进国;刘世聪
【期刊名称】《东莞理工学院学报》
【年(卷),期】2011(018)001
【摘要】应用Tafel极化曲线分析方法,对在不同磷化温度、不同磷化液pH和不同磷化时间条件下磷化的MB6镁合金防腐性能进行了研究.实验结果表明:磷化温度、磷化液pH和磷化时间对MB6镁合金磷化膜防腐性能有较大影响,其最佳磷化温度为50℃,最佳pH为3.0,最佳磷化时间为20 min,磷化膜可提高MB6镁合金在Hank溶液里耐腐性能.
【总页数】5页(P88-92)
【作者】周亚民;许县华;詹进国;刘世聪
【作者单位】东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808
【正文语种】中文
【中图分类】TG178
【相关文献】
1.磷化修饰WE43镁合金的体外生物相容性及耐腐蚀性能 [J], 叶成红;奚廷斐;郑玉峰;王淑琴;李扬德
2.AZ31镁合金钙系磷化工艺优化及磷化膜组织结构研究 [J], 陈艳琴;孙佳伟;王春
晓;郑营才;钟惠婷;李建三;李亚丽
3.磷化修饰WE43镁合金的体外生物相容性及耐腐蚀性能（英文） [J], 叶成红;奚廷斐;郑玉峰;王淑琴;李扬德;
4.铜离子与植酸作用制备镁合金超疏水表面及耐腐蚀性能研究 [J], 陈兴
5.40Cr钢表面锌-锰系磷化膜的制备与耐腐蚀性能研究 [J], 许兵; 司晓卉; 张立祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

镁合金的表面处理技术及其在材料工程中的应用

镁合金的表面处理技术及其在材料工程中的应用引言镁合金是一种重要的结构材料，在各个领域都有着广泛的应用前景。

然而，由于其易氧化、易腐蚀等特点，镁合金的表面处理成为了解决其应用限制的重要环节。

本文将探讨一些常用的镁合金表面处理技术，并讨论其在材料工程中的应用。

表面处理技术一：阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理技术，可以形成致密的氧化膜，提高镁合金的抗腐蚀性能和耐磨性能。

该技术主要是将镁合金作为阳极，在硫酸、硝酸等电解液中进行电解，使得表面形成一层氧化膜。

经过阳极氧化处理的镁合金表面具有较好的耐腐蚀性和附着力，可以延长其使用寿命。

表面处理技术二：化学镀化学镀是一种通过化学反应，在镀液中形成金属对镁合金表面进行覆盖的方法。

常见的化学镀方法有镀镍、镀铬等。

这种表面处理技术可以提高镁合金的耐腐蚀性和耐磨性，同时还可以改善其外观。

表面处理技术三：喷涂涂层喷涂涂层技术是一种将具有一定特性的材料涂覆在镁合金表面的方法。

这种技术可以改善镁合金的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。

常见的喷涂涂层材料有陶瓷涂层、金属涂层等。

通过选择合适的喷涂涂层材料，可以满足不同工程的需求。

表面处理技术四：溅射溅射是一种利用高能离子束轰击镁合金表面，使其表面溅射出材料形成涂层的技术。

溅射涂层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和抗疲劳性能，可以有效地提高镁合金的使用寿命。

此外，溅射还能够改变镁合金的表面电子结构，从而改善其光学性能。

应用一：航空航天领域镁合金在航空航天领域有着广泛的应用。

通过表面处理技术，可以提高镁合金的耐腐蚀性，增加其在腐蚀环境下的使用寿命。

此外，表面处理技术还可以改善镁合金的表面硬度和耐磨性，提高其在高速飞行中的应力承载能力。

应用二：汽车工业领域镁合金在汽车工业中也有着重要的应用前景。

通过表面处理技术，可以提高镁合金的整体性能，如抗腐蚀性、耐磨性等，在汽车零部件的制造中起到了至关重要的作用。

特别是在电动汽车领域，镁合金的轻质化特点使得其成为理想的材料选择。

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引言
镁及其合金具有密度低，比强度高，良好的力
徐丽萍张二林杨，，
（．１广州有色金属研究院新材料研究所，东广州广院，龙江佳木斯黑１４０３中科院金属研究所，宁沈阳５０７；．辽
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５０５２佳木斯大学材料科学与工程学１６０；．
Ｃｉａ．ｅａｔｎｆＭａｅａｓＳｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｇＪａｓＵｉｅｓｙＪａｓ１４０Ｃｉａｈｎ；２Ｄｐｒｍｅｔｏｔｒｌｃｅｃｎｇｎｅｎ，ｉｍｕｉｎｖｒｉ，ｉｍｕｉ０７，ｈｎ；ｉｉｔ５
摘要：采用回归正交试验，定了适用于挤压态ＭｇＭｎＺ确 — ．ｎ合金的磷酸钙盐化学转化膜的工艺条件。扫描电镜观察及能谱分析结果表明，该转化膜主要由板条状晶体组成，要含有Ｏ、、ａ和ｚ主ＰＣｎ元素。由ｘ射线衍射分析可知，相组成为具有良好生物相容性的ＣＨＯ・ＨＯ。电化学测试一其ａＰ２：
ｂＰ，ｎｄＺｎｅｅｎｔ．ｈｅＸＲＤｅｔｇｒｓｌｉｄｃｔｄｔａｈｈｓｏｙ０，ＣａａｌｍｅｓＴｔｓｉｅｕｔｎｉａｅｈｔｔｅｐａｅｃｍｐｏｉｉｎｏｈｅｃａｉｇｎｓｔｏｆｔｏｔｎｗａＨＰＯ４・２ｓＣａＨ２Ｏｗｈｃｐｓｅｓｄｏｄｉｃｍｐｔｂｌｙｉｈｏｓｓｅｇｏｂｏｏａｉｉｉ．ＴｈｅｅｔｏｈｍｉａｐｌｒｚｔｏｒｓｌｓｔｅｌｃｒｃｅｃｌｏａｉａｉｎｅｕｔｓｏｄｔａｈｅＣＩＯＩｎｒｓｓａｃｆＭｇ－－ｕｓｒｔｎｔｅｓｍｕａｅｏｙｆｕｄｃｕｄｂｅｉｒｖｄｈｗｅｈｔｔＯＴＳＯｅｉｔｎｅｏ — Ｍｎ－ｓｂｔａｅｉｈｉｌｔｄｂｄｉｏｌｍｐｏｅＺｎｌｂｈｏｔ．ｙｔｅｃａｉｎｇ
３ＩｓｔｔｏＭｅｌｅｅｒｈＣｉｅｅＡａｅｙｏｃｎｅ，ｈｎａｇ１０１，ｈｎ）．ｎｔｕｅｆｔｓａｃ，ｈｎｓｃｄｍｆｉｃｓＳｅｙｎ１０６ＣｉａｉａＲＳｅ
ＡｂｓｒｃＴｈｏｅｓｃｎｉｏｓｕｅｏｈａｃｕｐｏｐｔｏｔｎｒｐｒｔｏｎｔｅｓｒａｅｏ－ｔａｔ：ｅｐｒｃｓｏｄｔｎｓｄｆｒｔｅｃｌｉｍｈｓｈａｅｃａｉｇｐｅａａｉｎｏｈｕｆｃｆＭｇｉＭｎ— ｌｏｒｐｉｚｄｂｎｏｏｏａｅｒｓｉｎｍｅｈｄｔｍｐｒｖｈｏｒｓｏｅｉｔｎｅｏＺｎａｌｙｗｅｅｏｔｍｉｅｙａ￣ｈｇｎｌｒｇｅｓｏｔｏｏｉｏｅｔｅｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｆＭｇ
ＰｌｔｎｎｎｓｉｇａｉｇａｄＦｉｉｈｎ
Ｖｏ．４．３１
文章编号：０１３４【０２）６０３．４１０ —８９２１０．０６０
医用镁合金表面磷化处理及生物腐蚀性能
结果表明，转化膜可以提高基体合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。
关键词：镁合金；磷酸钙；生物腐蚀；磷化处理
中图分类号：Ｇ７．５Ｔ１４４文献标识码：Ａ
ＰｈｓｈｔｎｅｔｅｔａｄＢｉ－ｏｒｓｏｏｅｔｅｆｏｐａｉｇＴｒａｍｎｎｏｃｒｏｉｎＰｒｐｒｉｓｏ