一种具有自生梯度结构的镁合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有自生梯度结构的镁合金及其制备方法和应用，所述具有自生梯度结构的镁合金主要由Mg和X两种元素组成。所述制备方法为：按组分配比，取原料放入耐热容器中；在保护气氛下，将所述耐热容器加热，待原料全部熔化成熔体，降温并静置保温；对熔体指定部位进行降温，控制熔体内部与表面产生温度梯度，使熔点高的第二相先凝固并聚集在铸锭表面形成耐蚀层，熔点低的Mg基体后凝固；铸锭冷却，得到具有自生梯度结构的镁合金材料。还公开了将具有自生梯度结构的镁合金用于生物医用领域的应用。本发明专利技术中的具有自生梯度结构的镁合金的表层由于第二相聚集形成了耐腐蚀层，降低了该镁合金的腐蚀速率，能够满足医用镁合金的耐腐蚀性能要求。

A magnesium alloy with in-situ gradient structure and its preparation method and Application

The invention discloses a magnesium alloy with an in-situ gradient structure and its preparation method and application. The magnesium alloy with in-situ gradient structure is mainly composed of two elements, Mg and X. The preparation method is as follows: taking raw materials into heat-resistant container according to component ratio; heating the heat-resistant container under protective atmosphere until all raw materials are melted into melt, cooling and static heat preservation; cooling the designated parts of the melt, controlling temperature gradient between the inner part and the surface of the melt, so that the second phase with high melting point solidifies first and gathers on the surface of the ingot to form a corrosion-resistant layer, and melting point. After solidification of low Mg matrix and cooling of ingots, magnesium alloys with in-situ gradient structure were obtained. The application of magnesium alloys with in-situ gradient structure in biomedical field is also disclosed. The surface layer of the magnesium alloy with in-situ gradient structure in the invention forms a corrosion resistant layer due to the aggregation of the second phase, which reduces the corrosion rate of the magnesium alloy and meets the corrosion resistance requirements of the medical magnesium alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种具有自生梯度结构的镁合金及其制备方法和应用
本专利技术涉及镁合金制备领域，具体涉及一种具有自生梯度结构的镁合金及其制备方法和应用。
技术介绍
医用不锈钢、镍钴铬合金和钛合金等金属硬组织植入材料已被成功应用于临床，特别是对骨组织受损的治疗中。但这些金属植入体内后会释放出具有毒性的金属离子，可能导致生物相容性差和严重的炎症反应引起组织损伤。这些金属植入体的弹性模量与天然骨相差较大，会导致应力遮蔽效应，减少新骨生长与重建所必需的应力刺激，从而影响植入物的可靠性。再者，体液对金属植入材料的腐蚀难以避免，尽管有些金属元素在发挥细胞功能或是维生素合成中是必不可少的，但是，当含量高于一定值，人体就不能接受。体液腐蚀会导致金属植入材料逐步损失，进而影响材料性能，更重要的是腐蚀的产物从金属材料表面逸出进入生物体组织，可能导致不希望的结果。在骨组织愈合的12-18星期内，螺钉、针和其他骨科植入物在承重期间应保持力学性能完整。因此，植入物必须兼具与人骨接近的高强度和低模量，以避免应力遮挡效应。从生物医学可降解骨科植入材料的应用角度，在合金的设计时，应兼顾该植入材料的生物相容性、力学性能及腐蚀性能。镁及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自生梯度结构的镁合金，其特征在于，主要由Mg和X两种元素组成，在所述镁合金的表层具有Mg和X两种元素形成的第二相梯度结构；其中，所述X元素为与Mg元素能形成第二相且形成的第二相的熔点高于Mg的熔点的元素。

【技术特征摘要】
1.一种具有自生梯度结构的镁合金，其特征在于，主要由Mg和X两种元素组成，在所述镁合金的表层具有Mg和X两种元素形成的第二相梯度结构；其中，所述X元素为与Mg元素能形成第二相且形成的第二相的熔点高于Mg的熔点的元素。2.根据权利要求1所述的具有自生梯度结构的镁合金，其特征在于，所述X元素为Si元素。3.根据权利要求2所述的具有自生梯度结构的镁合金，其特征在于，所述Si的重量百分比为3%～15%；余量为Mg和不可避免的杂质。4.一种如权利要求1-3任一项所述的具有自生梯度结构的镁合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按组分配比，取原料放入耐热容器中；S2、在保护气氛下，将所述耐热容器加热到690～960℃进行熔炼，待原料全部熔化成熔体，降温至630～780℃静置保温10～40min；S3、对熔体指定部位进行降温，控制熔体内部与表面产生温度梯度，使熔点高的第二相先凝固并聚集在铸锭表面形成耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬丰，蒋伟燕，余文轴，刘青山，刘秀英，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50