System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种获得可降解镁合金纳米晶的制备方法及应用技术_技高网

一种获得可降解镁合金纳米晶的制备方法及应用技术

技术编号:41395344 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-20 19:18
一种高性能纳米晶体可降解镁合金的制备方法,包括:采用铸造和挤压加工技术制备镁合金块/棒材;然后,对制备的镁合金块/棒材原材料在室温条件下进行高压扭转处理;最后,对镁合金部件进行热处理。通过以上工艺所制备的Mg‑Zn(3wt.%)‑Ca(1wt.%)‑Sr(0.5wt%)镁合金,可以使镁合金的晶粒尺寸达到98nm的纳米级,同时硬度由未经上述处理前的60提升至98、并通过改善第二相的分布状态,可实现合金的均匀降解。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料加工,具体涉及一种获得可降解镁合金纳米晶的制备方法及应用


技术介绍

1、镁合金具有低密度、低弹性模量、可生物降解、生物相容性好等优点,作为一种可降解植入器械的候选材料,在骨科等医学领域展现出极大的应用前景。近年来,关于可降解镁合金在医学领域的研究越来越多,也受到广泛的关注。相对与传统的不锈钢、钴基合金和钛合金骨科植入器械,镁合金植入器械可以在受损骨组织完成修复后降解吸收掉,不需要二次手术取出,能够显著减少患者痛苦和治疗成本。此外,镁合金的密度和弹性模量与人体骨组织更接近,可显著降低应力遮挡效应,有利于骨组织的愈合。

2、但是,与传统金属材料相比,镁合金力学强度不佳等问题制约了镁合金材料在骨科的推广应用,如何提升镁合金的力学性能成为研究的热点。当材料成分固定时,加工工艺可影响材料的微观组织,从而影响材料的力学性能。因此,需要开发一种可改变镁合金微观结构的方法,从而解决上述问题。


技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种高性能纳米晶体可降解镁合金的制备方法,适用于mg-zn(3wt.%)-ca(1wt.%)-sr(0.5wt.%)可降解镁合金,以解决现有技术中存在的技术问题。

2、为实现上述目的,本专利技术第一方面,采用的技术方案是:一种高性能纳米晶体可降解镁合金的制备方法,包括以下步骤:

3、步骤(1)、以mg和zn、mg-20wt.%ca中间合金和mg-30wt.%sr中间合金为原材料,采用电阻炉方法熔炼镁合金原料铸件,然后采用挤压加工方法将前述原料铸件加工为棒/块材;

4、步骤(2)、采用高压扭转工艺,将步骤(1)制备的镁合金棒/块材进行高压扭转加工;

5、步骤(3)、采用马弗炉加热,将经过步骤(2)高压扭转工艺后的镁合金材料进行热处理。

6、可选的,所述镁合金原材料成分包括mg、zn、ca、sr、;其中,zn的含量为3wt.%;ca的含量为1wt.%;sr的含量为0.5wt.%;其余成分为mg及一些不可避免的极微量的杂质。

7、可选的,上述步骤(2)中,所述的采用的高压扭转工艺具体工艺参数为:静水压力7.85gpa,转速1rpm,高压扭转15圈。

8、可选的,上述步骤(3)所述的热处理工艺为:150℃退火1-4小时。

9、可选的,加工后的mg-zn-ca-sr可降解,其性能可达到:晶粒尺寸达到98nm的纳米级,同时硬度由未经上述处理前的60提升至98、腐蚀方式由点蚀变化为均匀腐蚀。

10、本专利技术的二方面,是采用本专利技术第一方面的制备方法所制备的高性能纳米晶体可降解镁合金用于可植入人体的医疗器械的应用。

11、可选的,所述的镁合金用于骨科植入的接骨板或螺钉。

12、或者所述的镁合金用于口腔修复的口腔膜片或固定螺钉。

13、专利技术本专利技术的有益效果在于:

14、(1)本专利技术是对原材料生产层级进行性能的提升,采用本专利技术中的制备方法加工出的原材料,又可按需求经机械加工成任何结构,后续的具体使用场景十分广泛。

15、(2)本专利技术通过熔炼、高压扭转、热处理等工艺环节,能够获得具有优异综合力学性能的可降解镁合金,在骨科植入领域具有非常广阔的应用前景。

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【技术保护点】

1.一种获得可降解镁合金纳米晶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述镁合金原材料成分包括Mg、Zn、Ca、Sr、;其中,Zn的含量为3wt.%;Ca的含量为1wt.%;Sr的含量为0.5wt%;其余成分为Mg及一些不可避免的极微量的杂质。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)的高压扭转工艺参数为:静水压力7.85Gpa,转速1rpm,高压扭转15圈。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的热处理工艺为:150℃退火1-4小时。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,加工后的Mg-Zn-Ca-Sr可降解镁合金,其性能可达到:晶粒尺寸达到98nm的纳米级,同时硬度由未经上述处理前的60提升至98、腐蚀方式由点蚀变化为均匀腐蚀。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的制备方法所制备的镁合金用于可植入人体作为医疗器械的应用。

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述的镁合金用于骨科植入的接骨板或螺钉。

8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述的镁合金用于口腔修复的口腔膜片或固定螺钉。

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【技术特征摘要】

1.一种获得可降解镁合金纳米晶的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述镁合金原材料成分包括mg、zn、ca、sr、;其中,zn的含量为3wt.%;ca的含量为1wt.%;sr的含量为0.5wt%;其余成分为mg及一些不可避免的极微量的杂质。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)的高压扭转工艺参数为:静水压力7.85gpa,转速1rpm,高压扭转15圈。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的热处理工艺为:150...

【专利技术属性】
技术研发人员:张家振张奎孙昭乾李永军马鸣龙李兴刚石国梁袁家伟史文鹏
申请(专利权)人:有研工程技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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