陶学伟，王章忠，章晓波，巴志新，董强胜



Gd离子注入对固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金生物腐蚀行为的影响

陶学伟1, 2，王章忠1, 2，章晓波1, 2，巴志新1, 2，董强胜1, 2

(1. 南京工程学院材料工程学院，南京211167；2. 南京工程学院江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室，南京211167)

对固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金进行了钆(Gd)离子注入改性处理；采用SRIM 2008软件对Gd离子注入过程进行了模拟分析；采用光学显微镜(OM)观察了镁合金的显微组织，并利用X 射线衍射仪(XRD)分析改性层中的物相组成，同时结合X射线光电子能谱(XPS)表征改性层中化学成分与元素价态，采用电化学实验及析氢实验评价了基体镁合金与注入镁合金在模拟体液(SBF)中的生物腐蚀行为。结果表明：Gd离子注入有助于提高固溶态Mg-Nd-Sr-Zr合金在SBF中耐生物腐蚀性能，且当注入剂量为2.5×1016cm−2时，注入镁合金的耐生物腐蚀性能最佳。

镁合金；Gd；离子注入；生物腐蚀行为

人口老龄化加速以及人类对健康长寿的不断追求，令生物医用材料的需求迅速增加。镁合金作为新一代生物医用材料，与其他生物材料相比，具有以下突出优点[1−4]：1) 镁合金具有优异的生物降解性，能够自行在人体内降解，不需要通过二次手术将其植入件取出，可减轻患者的痛苦与经济负担；2) 镁是人体必需的元素之一，对治疗与预防神经肌肉亢进、骨质疏松及心血管等疾病有重要作用，溶出的镁离子不会诱发组织病变；3) 镁合金的密度和弹性模量与人体骨骼相近，能够有效避免“应力遮挡”效应。然而，镁合金在人体内的腐蚀速率极快，特别在服役初期，植入件周围产生大量的氢气，并造成局部pH值升高，破坏其机械整体性，使其过早失效而导致植入失败[2, 5]。……