一种镁锌钇非晶合金材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106957999A(43)申请公布日2017.07.18(21)申请号201710123451.8(22)申请日2017.03.03(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人何美凤任帅刘芳潘登周锟广(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根(51)Int.Cl.C22C45/00(2006.01)C22C1/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种镁锌钇非晶合金材料及其制备方法(57)摘要一种镁锌钇非晶合金材料，由镁、锌和钇制备而成，在镁锌钇非晶合金材料中，锌的质量百分比浓度为2at%~20at%，钇的质量百分比浓度为2at%~20at%，余量为镁。还提供了上述合金材料的制备方法，将镁、锌和钇混合后一起放入反应容器中，将反应容器放入真空感应炉中，充入氩气；将真空感应炉加热到400-600℃，待完全熔化后降低一定温度搅拌均匀，然后将炉温升至400-600℃保温5-30min，降温至350-580℃，然后冷却；将合金切成小块，采用真空单辊熔体急冷设备，制备出非晶样品，获得镁锌钇非晶合金材料。本发明的镁锌钇非晶合金材料具有较高的耐腐蚀能力，降低了镁合金的降解速度。CN106957999ACN106957999A权利要求书1/1页1.一种镁锌钇非晶合金材料，其特征在于：由镁、锌和钇制备而成，在所述的镁锌钇非晶合金材料中，锌的质量百分比浓度为2at%~20at%，钇的质量百分比浓度为2at%~20at%，余量为镁，所述的镁、锌和钇的纯度均为99.9wt%以上。2.权利要求1所述的一种镁锌钇非晶合金材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）按照质量百分比称取镁、锌和钇，所述的镁、锌和钇的纯度均为99.9wt%以上；2）使用真空感应熔炼炉，将镁、锌和钇混合后一起放入反应容器中，密度小的镁放在最下面，然后将反应容器放入真空感应炉中；3）开启机械泵，直至真空感应炉内气压达到5MPa以下时，然后开扩散泵，直至真空感应炉内气压达到10-2MPa时，充入氩气，氩气充气量为小于1个大气压时，关掉氩气进气口；4）将真空感应炉加热到400-600℃，待完全熔化后，保持炉温恒定，开启搅拌器搅拌5-30min，搅拌均匀后将炉温升至400-600℃保温5-30min；5）降温至350-580℃时，将反应容器内合金液体浇注到铜制模具内，然后随炉冷却；6）将步骤5）的合金切成小块，采用真空单辊熔体急冷设备，制备出丝状和带状的非晶样品，获得镁锌钇非晶合金材料。2CN106957999A说明书1/6页一种镁锌钇非晶合金材料及其制备方法[0001]技术领域：本发明属于冶金领域，涉及一种生物医用植入材料，具体来说是一种镁锌钇非晶合金材料及其制备方法。[0002]背景技术:目前应用于临床的生物金属材料主要有不锈钢、钴铬合金及钛合金等，虽然它们耐腐蚀性能良好，在体内能够长期保持结构稳定，但此类材料在体内容易因摩擦产生磨屑或因轻微腐蚀产生有毒离子，降低其生物相容性。例如：316L不锈钢植入人体后，在生理系统环境中，有时会产生缝隙腐蚀、摩擦腐蚀以及疲劳腐蚀破裂等问题，并且会因摩擦磨损等原因释放出Ni2+、Cr3+和Cr5+，从而引起假体松动，最终导致植入体失效；再譬如：不论是最初的Ti6Al4V，还是随后的Ti5Al2.5Fe和Ti6Al7Nb合金，此类合金均含有Al元素，Al元素能导致器官的损伤，引起骨软化、贫血和神经紊乱等症状；还有，不锈钢的弹性模量约为200GPa，钛合金约为100GPa，而人骨的弹性模量只有10～30GPa，这样会产生应力遮挡效应，导致愈合迟缓，甚至植入失败。此外，对于在人体内的不可降解材料，短期植入材料，这类材料应用于骨修复时容易产生应力遮挡效应，而且不可降解，如作为短期植入材料，需通过二次手术取出，增加患者的痛苦及医疗费用负担。镁合金作为医用植入材料，与现有已经应用于临床的金属材料相比，具有以下的优势：(1)镁与人体有良好的生物相容性。镁离子几乎参与人体内所有新陈代谢过程，在适当的代谢条件下不会对人体产生不良影响；(2)镁可以在人体内获得降解。镁具有很低的标准电极电位，在人体体液中降解成为镁离子，可被周围肌体组织吸收；(3)镁是骨生长的必需元素。镁离子可促进钙的沉积，促进骨细胞的形成，加速骨的愈合等。有研究表明，镁对骨细胞的生长无抑制作用，也无细胞溶解。(4)镁合金具有合适的机械性能，可避免应力遮挡效应。镁合金的密度与人骨吻合，是理想的接骨板。(5)镁合金成型性好，资源丰富，价格低。可以通过精密铸造、挤压、冲压、机械加工等多种方式获得需要的各种形状的镁合金产品。因此，镁合金可以