ZnO薄膜作为Mg基合金上的有前途的腐蚀防护
Aneta Kania1, Magdalena M Szindler1, Marek Szindler2
1Department of Engineering Materials and Biomaterials, Faculty of Mechanical Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|December 31, 2025
概括
合金上的更厚的氧化 (ZnO) 涂层显著提高了耐腐蚀性,使它们成为可生物降解植入物的有前途. 通过在MgCa2Zn1Gd3.3.上1500周期的ZnO层实现了最佳保护.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
- 腐蚀科学 腐蚀科学
背景情况:
- 合金由于其机械性能,对可生物降解的植入物来说是有希望的.
- 然而,它们在生理环境中的快速腐蚀限制了临床应用.
- 保护性涂层对于控制降解速度至关重要.
研究的目的:
- 研究ZnO薄膜厚度对MgCa4Zn1Gd1和MgCa2Zn1Gd3合金的微观结构和耐腐蚀性的影响.
- 评估通过原子层沉积 (ALD) 沉积的ZnO涂层对于可生物降解植入物的适用性.
主要方法:
- 使用ALD,在MgCa4Zn1Gd1和MgCa2Zn1Gd3合金上沉积了不同厚度 (42.5,95.4,133.7nm) 的ZnO薄膜.
- 涂层的表征涉及X射线衍射 (XRD),拉曼光谱,SEM/EDS,AFM和FTIR.
- 通过在37°C的林格溶液中进行潜在动力极化和浸泡试验来评估耐腐蚀性.
主要成果:
- XRD和Raman证实了具有同质形态的晶体ZnO形成.
- 表面粗度随着ZnO厚度的增加而降低,在MgCa2Zn1Gd3上以1500个周期获得最光滑的表面 (Ra = 7.65nm).
- 较厚的 ZnO 涂层提高了耐腐蚀性,由 1500 循环涂层的 MgCa2Zn1Gd3 合金的减少演变 (20.89 mL·cm-2) 证明.
- FTIR分析确定了Mg (OH) 2和MgCO3作为主要的腐蚀产物,在浸泡100小时后,ZnO涂层保持完好.
结论:
- 由ALD沉积在MgCa2Zn1Gd3合金上的1500循环ZnO涂层提供了卓越的腐蚀保护.
- 这种涂有ZnO的合金显示出作为生物降解医疗植入物材料的巨大潜力.
- 优化ZnO涂层厚度对于提高基于的植入物的体内性能至关重要.
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