第33卷第3期Volume33Number32023年3月March2023中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals晶粒尺寸对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca-0.2Mn合金降解行为的影响崔珠殷，李淑波，付军健，刘轲，王朝辉，杜文博(北京工业大学材料与制造学部，北京100124)摘要：本文通过固溶工艺调控，获得第二相含量相近、晶粒尺寸不同的Mg-3Zn-0.2Ca-0.2Mn合金，对具有不同晶粒尺寸的合金在Hank’s模拟体液中进行浸泡及电化学实验，通过观察降解后的合金形貌，研究并分析了晶粒尺寸对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca-0.2Mn合金降解行为的影响。通过电化学实验可知，合金晶粒尺寸越小，腐蚀电流密度越小，阻抗值越大；通过浸泡实验及对合金表面形貌的观察可知，随着晶粒尺寸的减小，合金降解速率减慢，表面腐蚀坑尺寸越小且分布越均匀，合金的耐蚀性越好。合金降解过程中晶粒尺寸是通过影响合金降解产物膜的致密度及完整性，进而影响合金的耐蚀性能，即合金的晶粒尺寸越小，表面形成的产物膜越致密和完整，溶液中的Cl−吸附于表面后不易渗透至内部，从而使合金耐蚀性得到提高。关键词：Mg-Zn-Ca-Mn合金；固溶处理；晶粒尺寸；耐蚀性能文章编号：1004-0609(2023)-03-0665-13中图分类号：TG146.22文献标志码：A引文格式：崔珠殷,李淑波,付军健,等.晶粒尺寸对生物医用Mg-3Zn-0.2Ca-0.2Mn合金降解行为的影响[J].中国有色金属学报,2023,33(3):665−677.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42834CUIZhu-yin,LIShu-bo,FUJun-jian,etal.EffectofgrainsizeondegradationbehaviorofMg-3Zn-0.2Ca-0.2Mnalloyforbiomedicalapplication[J].TheChineseJournalofNonferrousMetals,2023,33(3):665−677.DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2021-42834在生物医用领域，镁合金有比强度高，比刚性高及生物相容性良好等优点。镁合金的弹性模量(41~45GPa)相比传统生物金属材料，如钛合金(110~117GPa)、钴铬合金(200~230GPa)、不锈钢(200GPa)等，与人体骨骼(3~20GPa)最为接近，可有效降低应力遮挡效应。其次，镁合金具有可降解性，其降解行为是通过与人体体液间的腐蚀反应来实现的，降解过程中产生的镁离子可被人体吸收或排泄[1−3]，还可以刺激骨骼的生长[4−5]，因此，镁合金作为生物医用材料具有一定的潜在优势。近年来，关于生物医用镁合金的研发成为可降解生物医用材料的研究热点之一[6−7]。Mg是非常活泼的金属(标准电极电位为−2.37V)，在含氯溶液(人体体液、血浆等)中具有明显的腐蚀倾向。首先，...
