IF:20.3! 低掺Er/Zn镁合金骨科综合性能探究
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详细介绍

本研究围绕骨科应用需求,探究低添加量铒、锌共掺镁基合金的综合特性,经体外与体内系统研究证实,该合金体系可实现微观结构精准调控,兼具优良的力学性能、腐蚀性能与成骨性能,为骨科用低稀土镁合金的研发提供了核心理论与实验支撑。

01研究背景稀土元素作为镁合金的常用合金化元素,在熔体纯化、力学强化方面具备突出作用,现有骨科应用的镁-稀土合金植入物存在稀土元素添加量过高的问题,引发生物安全层面的相关隐患,因此低稀土含量的新型镁-稀土基合金成为研发重点方向。

02主要内容

向镁基体中添加低量铒与锌元素,分别探究单一元素、双元素协同添加对镁合金的作用效果,系统对比不同合金体系的微观结构、腐蚀行为、力学性能及成骨性能,筛选出适配骨科应用的最优合金组分,并提出该类合金的研发核心策略。

03研究设计

以镁为基体,构建单一铒添加、单一锌添加、铒锌共掺的多组镁合金体系;结合骨科应用场景,开展体外与体内相关研究,全面表征合金微观结构特征,检测其力学、腐蚀及成骨相关性能指标。

04结果

铒元素可细化镁合金晶粒,锌元素可促进镁合金动态再结晶,铒与锌协同添加能进一步强化合金性能;其中铒锌共掺的镁合金腐蚀模式更均匀,力学性能与成骨性能均表现优异,能够满足骨科应用的材料要求。

05思路延伸

以微观结构优化为调控核心,严格把控稀土元素的添加量,是研发新型骨科用镁-稀土-锌系合金的关键路径,也为低稀土医用镁合金在骨修复领域的研究提供了新的方向。

原文来源:

1. 期刊:Bioactive Materials2. 刊发时间:2025-11-043. DOI:10.1016/j.bioactmat.2025.10.0394. 作者:Jianing Liu、Yulin Lin、Ming Wang、Dong Bian、Shan Yang、Shi Cheng、Hong Xia、Yu Zhang、Zhigang Xu、Yufeng Zheng

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