生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102433477A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102433477A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110435644.X(22)申请日2011.12.22(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人李新林李莉杨宝林侯理达郑玉峰王香王春鹤(51)Int.Cl.C22C23/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/06(2006.01)A61L27/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金及其制备方法(57)摘要本发明提供的是一种生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金及其制备方法。(1)采用纯镁锭、纯锡锭、纯锌锭和Mg-Mn中间合金在熔剂保护下进行熔炼、铸造制成Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金铸锭；(2)将Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金铸锭在300℃-400℃，保温3-5小时后进行挤压或轧制预变形；(3)将预变形后的Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金进行固溶热处理，固溶处理温度为400℃-450℃，固溶处理时间为12-28小时，水淬、炉冷或空冷至室温。本发明制备的合金显微组织特征为单相-Mg晶粒内包含有大量非常细小的生长孪晶，正是由于晶粒内生长孪晶的存在有效地提高了合金的强韧性，抗拉强度达到195-238MPa，延伸率达到23-30％，溶血率达到4.68-7.58％，从而使该合金兼具无毒、可完全降解和高强韧优点，可用作血管内支架及骨板、骨钉等骨外科内固定及植入材料。CN102437ACCNN110243347702433481A权利要求书1/1页1.一种生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金，其特征是各组分及其质量百分比为：Sn1-5％，Zn0.5-3％，Mn0.15-1.5％，杂质元素Fe＜0.005％、Cu＜0.002％和Ni＜0.002％，余量为Mg。2.根据权利要求1所述的生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金，其特征是组分及其质量百分比为：Sn2-4％，Zn0.5-1.0％，Mn0.15-1.0％，杂质元素Fe＜0.002％或Fe/Mn＜0.02、Cu＜0.002％和Ni＜0.002％，余量为Mg。3.一种生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)按照质量百分比为：Sn1-5％，Zn0.5-3％，Mn0.15-1.5％，杂质元素Fe＜0.005％、Cu＜0.002％和Ni＜0.002％，余量为Mg的比例，采用纯镁锭、纯锡锭、纯锌锭和Mg-Mn中间合金在熔剂保护下进行熔炼、铸造制成Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金铸锭；(2)将Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金铸锭在300℃-400℃，保温3-5小时后进行挤压或轧制预变形，变形量小于10％；(3)将预变形后的Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金进行固溶热处理，固溶处理温度为400℃-450℃，固溶处理时间为12-28小时，水淬、炉冷或空冷至室温。2CCNN110243347702433481A说明书1/6页生物医用Mg-Sn-Zn-Mn系镁合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及的是一种合金，本发明也涉及一种合金的制备方法。特别是一种用于生物医用材料领域的合金及其制备方法。背景技术[0002]目前可降解生物医用材料多为聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)等高分子材料，但其存在力学性能偏低、加工困难、体内降解产物易引发炎症和肿胀等问题。可降解镁合金具有较好的综合力学性能和机械加工性能，例如挤压AZ31镁合金具有较高的强度，可满足生物医用材料对力学性能的要求。而且镁合金的弹性模量约为40GPa，与骨组织非常接近，可以有效减轻“应力遮挡”效应。降解产物中的镁离子(Mg2+)是人体细胞内第二重要的阳离子。镁还具有多种特殊的生理功能，它能激活体内多种酶，抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定性，参与体内蛋白质的合成、肌肉收缩及体温调节。镁还影响钾钠钙离子细胞内外移动的“通道”，并有维持生物膜电位的作用。然而，镁及镁合金的标准电极电位较低(-2.36VSCE)，不耐腐蚀，尤其是在含有Cl-的人体环境中的腐蚀降解速率过快。为此人们开发出医用耐蚀镁合金，可参阅申请号为200610046470.7、名称为“医用耐蚀镁合金”和申请号为200710011008.8、名称为“医用高强韧耐蚀镁合金”的专利文件中记载的技术方案。[0003]另外一个限制镁合金广泛应用的是其室温及较低温度(低于498K)下塑性低，变形加工困难。这是因为镁属于密排六方晶体结构的金属，室温下独立滑移系少，只有基面滑移。针对镁及其合金室温