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不同轧制温度对医用Zn-Li-Er合金组织及磨损行为的影响
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作者 张源 杨煜卓 +2 位作者 刘芸 田亚强 陈连生 《表面技术》 2025年第17期104-116,共13页
目的临床植入件与骨组织间产生的机械磨损行为,极易产生大量细微尺度碎屑,进而造成溶骨症等病理反应,严重威胁人体生命安全,深入探究其生理环境下腐蚀磨损的交互机制显得尤为必要。方法结合SEM、XRD、3D/CLSM及多功能材料表面性能试验仪... 目的临床植入件与骨组织间产生的机械磨损行为,极易产生大量细微尺度碎屑,进而造成溶骨症等病理反应,严重威胁人体生命安全,深入探究其生理环境下腐蚀磨损的交互机制显得尤为必要。方法结合SEM、XRD、3D/CLSM及多功能材料表面性能试验仪(MFT-4000)等表征手段,探究不同轧制温度下医用锌合金组织演变、磨损率、磨损轮廓及腐蚀磨损作用机制。结果随着热轧温度的提高(240、280、320、360℃),医用Zn-Li-Er合金的晶粒尺寸逐渐变大,在Hanks'模拟体液环境下,其抗磨损能力表现出先升高后降低的趋势,其磨损率分别为0.89×10^(−3)、0.75×10^(−3)、0.69×10^(−3)、0.73×10^(−3) g/(N·m)。造成上述情况的原因,一方面是较高硬度组织会减少磨损接触区域的局部变形缺陷,减少硬质剥落颗粒对基体的磨损,减少活性离子渗入的通道,进而抑制微电偶腐蚀,减少材料发生疲劳脱落等损伤的现象。另一方面,合适的高温形变温度会将更多的第二相/金属间化合物溶入基体,降低第二相对基体的解理效应,并减少磨损过程中第二相/周围界面的应力集中,进而延缓基体磨损破裂的速度。结论通过轧制温度调控Zn-0.8Li-0.15Er合金的晶粒尺寸和第二相分布,发现轧制温度为320℃时显著提升了合金的抗变形能力,并减少了应力集中现象,延缓了锌合金在模拟体液环境下的疲劳失效,以期为可降解医用植入金属材料耐磨强化提供理论指导。 展开更多
关键词 医用锌合金 腐蚀磨损 抗磨损能力 高硬度组织 解理效应
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