超声辅助制备β-磷酸三钙/Mg-Zn-Ca生物复合材料及性能

许广全¹，刘德宝²，丁鹏飞¹，陈民芳³

1. 天津理工大学材料科学与工程学院2. 天津理工大学功能材料国家级实验教学示范中心3. 天津市光电显示材料与器件重点实验室

摘 要：在生物Mg合金基体中添加β-磷酸三钙（β-TCP）颗粒可以调控其力学性能及腐蚀降解性能,满足人体不同植入部位的服役需求。本研究在机械搅拌铸造的基础上,采用超声方法对Mg基复合材料的熔体进行辅助处理,制备了β-TCP添加量为1%（质量比）、Zn含量为3%（质量比）、Ca含量为0.2%（质量比）的β-TCP/Mg-ZnCa可降解生物复合材料,对超声处理制备的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为与未超声处理制备的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料进行了对比研究。结果表明:超声处理可以细化β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料的显微组织,有利于β-TCP复合颗粒的均匀分散;β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料在模拟体液环境下的耐蚀性得到提高;其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为211.54 MPa、334.32 MPa和7.28%,与未超声处理的β-TCP/Mg-Zn-Ca复合材料相比,分别提高了8.44%、4.67%和17.99%。

关键词：超声处理;β-磷酸三钙;Mg-Zn-Ca;复合材料;显微组织;力学性能;腐蚀行为;