pH 对AZ31 镁合金表面磷酸钙转化膜性能的影响

2021-05-17左宏健贾素秋

电镀与涂饰 2021年7期

左宏健，贾素秋*

（长春工业大学，吉林长春 130000）

生物医用金属是目前常用于临床医学的材料，如钴基合金、钛及钛合金、不锈钢等。但由于它们的弹性模量与人骨的弹性模量不匹配，长期固定在人体内易引发炎症，且需要进行第二次手术取出植入物，增加了治疗成本和风险。镁合金的密度等同于天然骨，生物相容性良好，质量轻，易降解，成本也较低，具有相当优秀的发展潜力。但是镁合金在人体内极易溶解，腐蚀速率过快，常对其进行表面改性，以便广泛地应用于骨植入。表面改性不仅几乎不影响镁合金的强度，而且通过调整表面的成分和结构可控制其腐蚀速率。目前用于镁合金的磷酸盐转化膜主要有锰系、锌系、钡系、钙系等[1-6]。通过电化学反应在镁合金表面生成一层非金属、不导电、难溶的结晶型磷酸盐转化膜，可以降低镁在富含氯离子的人体生理环境中的腐蚀速率，防止镁合金腐蚀所产生氢气造成皮下气泡。钙系磷酸盐膜的研究起步相对晚一些，由于其良好的生物相容性，常被用作生物防护涂层[7]。本文研究了pH 对AZ31 镁合金Ca-P 转化膜的结构及耐蚀性的影响，并探究了成膜机制。

1 实验

1.1 基材及其前处理

材料为AZ31 镁合金，尺寸为20 mm × 10 mm × 4 mm。先用280 号、400 号、600 号、1000 号SiC 砂纸逐级打磨试样，再分别在去离子水、无水乙醇中超声清洗30 min，随即在50 °C 的20 g/L Na2CO3溶液中超声清洗30 min 以去除表面污染物，然后在过饱和的Ca(OH)2溶液中室温浸泡24 h，用去离子水清洗以增加基体表面的形核点。