激光熔凝对生物可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

摘要

通过激光熔凝技术,在可降解Zn-1Mg-0.2Fe合金表面制备了一层熔凝层,并采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、高速往复摩擦实验机、显微硬度计、电化学工作站和浸泡实验系统评估了熔凝层的微观组织、摩擦磨损性能、硬度和腐蚀行为。结果表明:铸态和激光熔凝试样均主要由α-Zn基体相、Mg2Zn11和FeZn13相组成。激光熔凝层组织较锌合金基体致密且FeZn13第二相趋于圆整和细化。在Hank’s溶液中的摩擦磨损实验表明,激光熔凝试样的摩擦系数为0.821、磨损损失为1.7 mg,相对于铸态试样具有更低的摩擦系数和磨损失重量。腐蚀磨损机理主要为犁削和轻微的磨粒磨损;激光熔凝试样在Hank’s溶液中的腐蚀电位为-1.030 V vs.SCE、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2、腐蚀速率为498.0μm/a,相对于铸态试样具有更正的腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和腐蚀速率。激光熔凝试样在Hank’s溶液中浸泡30和90 d后的降解速率分别为39.2和28.7μm/a,较铸态试样分别降低了9.4%和3.7%,表现出更优异的耐腐蚀性能。