可生物降解Zn-Li二元合金在空气和模拟体液中的疲劳行为,以纯Zn作为控制

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 金工业是金工业的一个方面.

背景情况:

• - (Zn-Li) 合金是有希望的可生物降解金属,用于承载性骨科应用,如骨板.
• 的添加增强了单调强度和在静态条件下通过形成保护层来增强抗性.
• -合金对动态负荷的反应,特别是对腐蚀疲劳的反应,仍然在很大程度上未被探索.

研究的目的:

• 为了研究Zn-Li二元合金的腐蚀疲劳行为,具有不同的含量 (0.11.0重量%).
• 为了确定度对拉伸强度,疲劳强度和腐蚀疲劳强度在模拟体液中的影响.
• 在动态腐蚀条件下阐明裂传播和故障背后的机制.

主要方法:

• 制造一系列具有控制含量的Zn-Li二元合金.
• 机械测试,包括在模拟体液中进行单调拉力测试和疲劳测试.
• 微结构分析以检查裂的发起和传播途径,重点关注丰富相的作用.

主要成果:

• 拉力和疲劳强度与含量成比例增加.
• 腐蚀疲劳强度没有遵循同样的趋势,Zn-1.0wt.%Li显著降低了性能.
• 在 Zn-1.0wt.%Li 中观察到与负载方向平行的极长裂,这归因于富含的eutectoid 阶段的选择性溶解.
• -合金的疲劳强度与纯铁和相当.

结论:

• -合金具有适合承载应用的机械性能.
• 由于优先溶解,高含量可能对腐蚀疲劳强度有害,需要仔细控制成分.
• Zn-0.8wt.%Li合金具有良好的拉力和腐蚀疲劳性能平衡,这表明通过进一步的合金和热力学处理可以进行优化.