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作者:许为康等 来源:《合金与化合物杂志》 发布时间:2022/5/13 10:59:43
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引入磁场力提升镁PEO涂层的耐腐蚀性能获进展

 

记者5月11日从广东省M88院生物与医学工程研究所获悉,该所智能植介入材料团队在引入磁场力提升镁等离子体电解氧化(PEO)涂层的耐腐蚀性能方面取得新进展。相关成果发表于《合金与化合物杂志》(Journal of Alloys and Compounds)。团队负责人高级工程师许为康博士为该论文第一作者。

镁及其合金因其优良的生物活性、生物相容性、机械强度、可降解性能,物理性质接近骨皮质,受到骨移植研究人员的广泛关注。但超快的降解率往往导致机械完整性的过早丧失和局部氢气的积累,限制了其临床应用。因此,合金化、优越的加工技术和表面改性技术已用于提高镁及其合金的耐腐蚀性。其中,PEO工艺生产的涂层具有经济、耐腐蚀、硬度高、耐磨、耐高温高压、粘附等特点,是提高镁合金耐腐蚀性能的最实用、最有效的方法之一。但其孔隙率限制了PEO技术提高镁及其合金的耐腐蚀性能。

针对这一问题,该研究团队创新性地在PEO过程中引入了磁场,探讨了磁场力在电解质中颗粒形成、PEO涂层在镁上的生长及仅在普通阳极氧化阶段涂层生长的影响。研究发现,磁场力显著、充分和均匀地改善了电解质中的混合成分,通过增加电解质的导电性,降低了PEO涂层形成的能量,从而降低了击穿电压,进而降低了PEO涂层的孔隙率(从17.52%降至0.58%)和接触角。

与非磁性作用组相比,磁场力组的腐蚀电流密度下降了一个数量级。较低的孔隙率能抑制腐蚀介质渗入涂层的内部区域,及随后向下渗入基材的进程,从而提高涂层的耐腐蚀性能。在磁场力下长时间制备的带PEO涂层的镁比不含涂层和其他涂层的降解程度要低。

该研究发现在制备PEO涂层时引入磁场力可作为一种新方法来解决孔隙率缺陷,从而提高镁的耐腐蚀性,使其更适合于骨科植入物,拓宽PEO涂层的应用范围。(来源:M88 朱汉斌)

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