CN110512202B - 一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层及其制备方法 - Google Patents

一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)以镁合金为基体材料，用砂纸打磨后，进行超声清洗；(2)制备碳酸水溶液；(3)将镁合金基体置于碳酸水溶液中进行超声处理，使镁合金基体的表面形成碱式碳酸镁膜层；(4)将经过步骤(3)处理后的镁合金基体置于水浴中，进行热处理，使镁合金基体表面形成致密的氧化镁层；(5)将经过步骤(4)处理的镁合金基体置于硅酸钠溶液中进行封孔处理。该制备方法简单易操作，制备成本低，制备过程不会产生易污染环境的物质，且制备的涂层较均匀致密，耐腐蚀效果理想，性能稳定性好，生物相容性好。

Description

一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于镁合金表面处理技术领域，特别涉及一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层及其制备方法。
背景技术
镁及镁合金具有许多优于现有生物医用金属材料的性能。其具体优点为：
第一，良好的生物相容性，这种性能特别是在骨骼新陈代谢中不可或缺。镁在人体中正常含量为25g，半数存在于骨骼中，血清正常镁浓度为1.5-2.5mm/mol，其几乎参与人体所有的新陈代谢活动，包括骨细胞的形成，加速骨质的愈合，激活体内各种酶，参与蛋白质的合成，肌肉收缩及体温调节。
第二，优良的力学性能，可以缓解骨科植入物的应力遮挡效应。Mg及其合金密度低，不到医用钛合金密度的1/3，与人体密质骨极其相近。其可减轻植入人体后患者的不适感和负重感，便于促进其康复。另外，Mg及其合金具有较高的比强度与比刚度，杨氏模量约为45Gpa，不到医用钛合金弹性模量的一半，更接近天然骨皮质组织，能有效缓解骨科植入物的应力遮挡效应，而且具备足够的强度，可避免植入材料和人骨弹性模量不匹配造成的骨骼强度降低和愈合迟缓问题；
第三，人体内可降解性。镁的标准平衡电位为-2.37V，低于其他工业金属植入材料。其氧化膜疏松多孔，尤其是在含有氯离子的腐蚀介质中呈现出较高的化学和电化学活性，使其具有很强的可降解天然优势。镁能在人体自身修复的同时被生物降解腐蚀，降解腐蚀的产物能够被身体吸收或排泄。由于其可降解性，人体自身修复后，无需经历二次手术，无需将其取出。
第四，良好的导热性和无磁性，对CT等检查的干扰较小。
但是，镁材料的缺陷是其腐蚀速率太快，以至于其作为植入材料植入人体后，在人体未修复完成前，镁材料已经降解消失。
因此，如何提高医用镁合金材料的耐腐蚀性，实现其可控降解性，是镁合金作为医用植入材料研究的重点。
现有技术中，提高镁合金材料耐腐蚀性的方式一般采用对镁合金表面进行改性的方法，即在镁合金的表面制备耐腐蚀涂层；目前，耐腐蚀涂层的制备方法有稀土转化法、微弧氧化法、电化学沉积法等。但是，现有的这些方法在制备涂层的过程中，容易产生重金属离子、磷酸根离子等污染环境的物质，而且制备工艺复杂，制备的涂层性能稳定性不理想，耐腐蚀效果也不够理想。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层及其制备方法，该制备方法简单易操作，制备成本低，制备过程不会产生易污染环境的物质，且制备的涂层较均匀致密，耐腐蚀效果理想，性能稳定性好，生物相容性好。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)以镁合金为基体材料，用砂纸打磨后，置于清洗混合液中进行超声清洗，然后置于去离子水中进行超声清洗，清洗干净后，备用；
(2)将高纯CO2气体在室温下通入去离子水中，连续通入5-10min，制成碳酸水溶液；
(3)将经过步骤(1)处理后的镁合金基体置于步骤(2)中制备的碳酸水溶液中进行超声处理，其中，温度控制为35℃-45℃，超声频率为40-50kHz，功率为110-120W，超声时间为2-4h，经过超声处理后，镁合金基体的表面形成碱式碳酸镁膜层；
(4)将经过步骤(3)处理后的镁合金基体置于水浴中，进行热处理，该热处理过程为：将水浴采用逐步升温的方式，升温至350℃-420℃后，进行保温；对镁合金基体热处理完成后，将镁合金基体取出，冷却至室温，镁合金基体表面形成致密的氧化镁层；
(5)将经过步骤(4)处理的镁合金基体置于硅酸钠溶液中进行封孔处理，硅酸钠溶液的温度为85℃-90℃，侵蚀时间为10-15min。
优选的，所述镁合金为Mg-Zn、Mg-Zn-Ca、Mg-Ca、Mg-Sr合金中的一种。
优选的，步骤(1)中，所述清洗混合液为乙醇和丙酮的混合液。
进一步的，上述清洗混合液中，乙醇和丙酮的体积比为1：1。
优选的，步骤(2)中，CO2气体通入的流量为1L/min-2L/min，且制备的碳酸水溶液的pH为4.0-4.5。
优选的，步骤(4)的热处理过程中，水浴的升温速度为15℃/min，升温至350℃-420℃后，保温时间为11h-15h。
优选的，步骤(5)中的硅酸钠溶液为饱和硅酸钠溶液。
本发明还提供了一种利用上述制备方法制得的可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层。
本发明的有益效果是：本发明采用超声处理和碳酸水溶液配合，利用超声产生的空化效应和机械效应，使溶液中的离子加快扩散，以促进镁合金基体表面的反应，比较快速地形成均匀的碱式碳酸镁膜层，然后利用逐步升温法，使碱式碳酸镁膜层逐步分解，最终形成致密的氧化镁层；逐步升温的方法可以使碱式碳酸镁膜层分阶段逐步分解，分解更彻底，且最终形成的氧化镁膜层更均匀致密；氧化镁层可以对镁合金基体起到保护作用，可以极大的提高镁合金基体的耐腐蚀性，而且具有较好的生物相容性，可以满足医用植入材料的要求；另外，本发明采用硅酸钠溶液进行封孔处理，可以封住氧化镁层的微孔，防止在应用时，腐蚀介质通过微孔进入镁合金基体的内部，更进一步的提高镁合金基体的耐腐蚀性；
本发明的制备方法简单易操作，制备成本低，制备过程不会产生易污染环境的物质，且制备的涂层较均匀致密，耐腐蚀效果理想，性能稳定性好，生物相容性好。制备的具有该表面涂层的镁合金材料作为医用植入材料(比如骨钉)植入人体后，可以实现较好的可控降解性，保证人体修复过程的正常进行，并在人体修复完成后自行降解消失。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的镁合金基体表面涂层的SEM图。
图2为对比例和实施例的试样在模拟体液中的极化曲线图。
图3为本发明实施例1制备的具有表面涂层的镁合金基体试样在模拟体液中浸泡后的表面SEM图。
图4为对比例的裸镁合金基体试样在模拟体液中浸泡后的表面SEM图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)以Mg-Zn合金为基体材料，将Mg-Zn铸态试样经过线切割成Φ35×100mm的圆柱，用砂纸打磨后，置于乙醇和丙酮混合液(乙醇和丙酮的体积比为1：1)中进行超声清洗10min，然后置于去离子水中进行超声清洗5min，清洗干净后，备用；
(2)在加压的条件下，将高纯CO2气体在室温下通入去离子水中，通入的流量为1L/min，连续通入8min，制成pH为4.2的碳酸水溶液；
(3)将经过步骤(1)处理后的Mg-Zn合金基体置于步骤(2)中制备的碳酸水溶液中进行超声处理，其中，温度控制为35℃，超声频率为45kHz，功率为110W，超声时间为2h，经过超声处理后，镁合金基体的表面形成碱式碳酸镁膜层；
(4)将经过步骤(3)处理后的Mg-Zn合金基体置于水浴中，进行热处理，该热处理过程为：将水浴采用逐步升温的方式，升温速度为15℃/min，升温至350℃后，保温11h；对镁合金基体热处理完成后，将Mg-Zn合金基体取出，冷却至室温，镁合金基体表面形成致密的氧化镁层；
(5)将经过步骤(4)处理的镁合金基体置于硅酸钠溶液中进行封孔处理，硅酸钠溶液的温度为85℃，侵蚀时间为10min，得到具有表面涂层的镁合金基体。
实施例2
一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)以Mg-Ca合金为基体材料，将Mg-Ca铸态试样经过线切割成Φ35×100mm的圆柱，用砂纸打磨后，置于乙醇和丙酮混合液(乙醇和丙酮的体积比为1：1)中进行超声清洗10min，然后置于去离子水中进行超声清洗5min，清洗干净后，备用；
(2)在加压的条件下，将高纯CO2气体在室温下通入去离子水中，通入的流量为1.5L/min，连续通入5min，制成pH为4.5的碳酸水溶液；
(3)将经过步骤(1)处理后的Mg-Ca合金基体置于步骤(2)中制备的碳酸水溶液中进行超声处理，其中，温度控制为40℃，超声频率为40kHz，功率为115W，超声时间为3h，经过超声处理后，镁合金基体的表面形成碱式碳酸镁膜层；
(4)将经过步骤(3)处理后的Mg-Ca合金基体置于水浴中，进行热处理，该热处理过程为：将水浴采用逐步升温的方式，升温速度为15℃/min，升温至380℃后，保温12h；对镁合金基体热处理完成后，将Mg-Ca合金基体取出，冷却至室温，镁合金基体表面形成致密的氧化镁层；
(5)将经过步骤(4)处理的镁合金基体置于硅酸钠溶液中进行封孔处理，硅酸钠溶液的温度为85℃，侵蚀时间为12min，得到具有表面涂层的镁合金基体。
实施例3
一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)以Mg-Sr合金为基体材料，将Mg-Sr铸态试样经过线切割成Φ35×100mm的圆柱，用砂纸打磨后，置于乙醇和丙酮混合液(乙醇和丙酮的体积比为1：1)中进行超声清洗10min，然后置于去离子水中进行超声清洗5min，清洗干净后，备用；
(2)在加压的条件下，将高纯CO2气体在室温下通入去离子水中，通入的流量为2L/min，连续通入10min，制成pH为4.0的碳酸水溶液；
(3)将经过步骤(1)处理后的Mg-Sr合金基体置于步骤(2)中制备的碳酸水溶液中进行超声处理，其中，温度控制为45℃，超声频率为50kHz，功率为120W，超声时间为4h，经过超声处理后，镁合金基体的表面形成碱式碳酸镁膜层；
(4)将经过步骤(3)处理后的Mg-Sr合金基体置于水浴中，进行热处理，该热处理过程为：将水浴采用逐步升温的方式，升温速度为15℃/min，升温至420℃后，保温15h；对镁合金基体热处理完成后，将Mg-Sr合金基体取出，冷却至室温，镁合金基体表面形成致密的氧化镁层；
(5)将经过步骤(4)处理的镁合金基体置于硅酸钠溶液中进行封孔处理，硅酸钠溶液的温度为90℃，侵蚀时间为15min，得到具有表面涂层的镁合金基体。
图1为本发明实施例1制备的镁合金基体表面涂层的SEM图。从图1中可以看出，镁合金基体表面形成一层致密的膜层。
性能测试与分析
将表面未经过处理的裸Mg-Zn合金铸态试样经过线切割成Φ35×100mm的圆柱，并经过超声清洗后作为对比例的裸镁合金基体试样。
将对比例的裸镁合金基体试样和本发明实施例1制备的具有表面涂层的镁合金基体试样分别置于T.Kokubo模拟体液中，保持37℃恒温，采用动电位扫描测量极化曲线，扫描速率为1mV/s，得到试样在模拟体液中的极化曲线，如图2所示；从图2可以看出，具有表面涂层的镁合金基体试样的腐蚀电位提高，腐蚀电流密度降低，说明具有表面涂层的镁合金基体试样具有较好的耐腐蚀性。
将对比例的裸镁合金基体试样和本发明实施例1制备的具有表面涂层的镁合金基体试样分别置于T.Kokubo模拟体液中，保持37℃恒温浸泡，5天后取出风干，做SEM电镜观察，得到如图3和图4所示的浸泡后的表面SEM图。从图4中可知，裸镁合金基体试样的表面出现大量的絮状腐蚀沉淀物，腐蚀面积大；从图3可知，具有表面涂层的镁合金基体试样的表面仅有少许腐蚀沉淀物，说明经过浸泡试验后，具有表面涂层的镁合金基体试样具有较好的耐腐蚀性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以镁合金为基体材料，用砂纸打磨后，置于清洗混合液中进行超声清洗，然后置于去离子水中进行超声清洗，清洗干净后，备用；
(2)将高纯CO2气体在室温下通入去离子水中，连续通入5-10min，制成碳酸水溶液；
(3)将经过步骤(1)处理后的镁合金基体置于步骤(2)中制备的碳酸水溶液中进行超声处理，其中，温度控制为35℃-45℃，超声频率为40-50kHz，功率为110-120W，超声时间为2-4h，经过超声处理后，镁合金基体的表面形成碱式碳酸镁膜层；
(4)将经过步骤(3)处理后的镁合金基体置于水浴中，进行热处理，该热处理过程为：将水浴采用逐步升温的方式，升温至350℃-420℃后，进行保温；对镁合金基体热处理完成后，将镁合金基体取出，冷却至室温，镁合金基体表面形成致密的氧化镁层；
(5)将经过步骤(4)处理的镁合金基体置于硅酸钠溶液中进行封孔处理，硅酸钠溶液的温度为85℃-90℃，侵蚀时间为10-15min。
2.根据权利要求1所述的一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，所述镁合金为Mg-Zn、Mg-Zn-Ca、Mg-Ca、Mg-Sr合金中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述清洗混合液为乙醇和丙酮的混合液。
4.根据权利要求3所述的一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，所述清洗混合液中，乙醇和丙酮的体积比为1：1。
5.根据权利要求1所述的一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，CO2气体通入的流量为1L/min-2L/min，且制备的碳酸水溶液的pH为4.0-4.5。
6.根据权利要求1所述的一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)的热处理过程中，水浴的升温速度为15℃/min，升温至350℃-420℃后，保温时间为11h-15h。
7.根据权利要求1所述的一种可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的硅酸钠溶液为饱和硅酸钠溶液。
8.利用权利要求1至7任一项所述的制备方法所得的可提高医用镁合金耐腐蚀性的表面涂层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114703471A (zh) * 2022-03-10 2022-07-05 重庆大学 一种基于超声空化辅助的镁合金表面转化膜的制备方法
CN116815107B (zh) * 2023-05-29 2024-05-31 北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院） 一种复合合金材料及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09241861A (ja) * 1996-03-08 1997-09-16 Daihatsu Motor Co Ltd マグネシウム合金製部品の表面処理方法及びその方法で表面処理されたマグネシウム合金製部品
CN101240420A (zh) * 2007-02-07 2008-08-13 日产自动车株式会社 表面改性的金属构件和改性金属表面的方法
CN101249286A (zh) * 2008-03-31 2008-08-27 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 可降解的化学氧化镁合金支架及其制备方法
CN102839369A (zh) * 2012-09-10 2012-12-26 南京工程学院 一种电场辅助镁合金表面化学转化处理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09241861A (ja) * 1996-03-08 1997-09-16 Daihatsu Motor Co Ltd マグネシウム合金製部品の表面処理方法及びその方法で表面処理されたマグネシウム合金製部品
CN101240420A (zh) * 2007-02-07 2008-08-13 日产自动车株式会社 表面改性的金属构件和改性金属表面的方法
CN101249286A (zh) * 2008-03-31 2008-08-27 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 可降解的化学氧化镁合金支架及其制备方法
CN102839369A (zh) * 2012-09-10 2012-12-26 南京工程学院 一种电场辅助镁合金表面化学转化处理方法

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