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生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究
生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究
摘要：
镁合金作为一种新型生物医用材料，在骨科等领域具有广泛的应用前景。然而，由于其高活性和低生物相容性，镁合金在体内应用时会产生生物腐蚀，限制了其临床应用。因此，研究发现一种表面改性方法以提高镁合金的生物相容性和耐腐蚀性是非常重要的。本文以ZTM630镁合金为研究对象，采用微弧氧化技术对其表面进行改性，并研究了改性后表面的特性和生物相容性。
1.引言
镁合金作为一种轻质高强度材料，具有良好的生物降解性和生物相容性，并且具有类似骨骼的力学性能，因此被广泛应用于生物医学领域。然而，镁合金的高活性使其容易与体液中的氧气和水反应，产生腐蚀产物，导致镁合金的生物腐蚀，限制了其临床应用。因此，对镁合金表面进行改性已成为解决镁合金生物相容性问题的关键。
2.微弧氧化技术
微弧氧化技术是一种表面改性方法，利用高频高压微弧放电的形成，使金属表面形成陶瓷薄层。这种薄层具有良好的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。在本研究中，我们采用微弧氧化技术对ZTM630镁合金表面进行改性。
3.材料和方法
3.1实验材料
ZTM630镁合金样品，微弧氧化溶液，酒精，超纯水等。
3.2表面改性过程
将ZTM630镁合金样品进行清洗和抛光后，放入微弧氧化设备中，进行微弧氧化处理。调整微弧氧化工艺参数，如电压、电流、处理时间等，以得到不同的氧化膜。
4.表征和分析
采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等技术对改性后的镁合金表面进行表征和分析。此外，还进行了静态和动态电流极化测试、细胞相容性测试等。
5.结果与讨论
5.1表面形貌
SEM观察结果表明，经微弧氧化处理后，ZTM630镁合金表面形成了均匀致密的氧化膜，膜厚度约为20-50微米。
5.2化学成分
XRD分析结果表明，氧化膜主要由MgO和Mg(OH)2组成。
5.3电化学性能
电流极化实验结果表明，经过微弧氧化处理的镁合金样品的耐腐蚀性明显提高。
5.4生物相容性
细胞相容性测试结果表明，经过微弧氧化处理的镁合金样品在体外对细胞无毒性，细胞附着率和增殖率明显增加。
6.结论
本研究通过微弧氧化技术对ZTM630镁合金进行表面改性，并对改性后的材料进行了表征和分析。结果表明，微弧氧化处理能够显著提高镁合金的耐腐蚀性和生物相容性。因此，微弧氧化表面改性是一种有效的方法来提高镁合金在生物医学领域的应用。
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