[发明专利]原位自生MgO增强Mg-Zn-Ca合金的制备方法及其应用

摘要

一种原位自生MgO增强Mg‑Zn‑Ca合金的制备方法及其应用，材料选择Mg、Zn和CaO，各原料组分的重量百分比分别为：CaO为0.1％‑6.0％、Zn为0.1％‑5.0％，余量为Mg。本发明以CaO颗粒和Mg‑Zn合金为基体原料,采用气体保护、高剪切熔体搅拌的方法，通过CaO原位自生MgO来调控材料的晶粒度、力学性能和腐蚀性能，通过CaO和Mg反应生成MgO和Ca，从而实现在金属基体晶粒中原位自生MgO，其生成的MgO生物活性较高，生物相容性突出，综合性能优异，能更好的满足临床使用性能要求，可应用于制作骨螺钉、骨板、心血管支架或伤口闭合装置等制品(图8)。

主权项

1.一种原位自生MgO增强Mg‑Zn‑Ca合金的制备方法，其特征在于：由Mg、Zn和CaO为原料冶炼而成，合金制品表面带有10‑50μm钙磷化合物保护层；制备步骤如下：1)原材料的准备以纯度不低于99.99％的Mg块、纯度不低于99.99％的Zn粒和纯度不低于99.99％的CaO颗粒为基体原料进行冶炼，各原料组分的重量百分比分别为：CaO为0.1％‑6.0％、Zn为0.1％‑5.0％，余量为Mg；2)原位自生MgO增强Mg‑Zn‑Ca合金的制备过程采用复式炉对材料进行熔炼，制备流程依序是：配料、洗料、烘炉膛、通保护气熔炼、高剪切搅拌、超声搅拌、静置和浇铸；具体过程如下：①使用前一天将炉膛清理干净，烘至250‑350℃，断电；②将按重量百分比配比的Mg块、Zn粒加入石墨坩埚中，通入体积百分比为99.6％N₂与0.4％SF₆的混合气体进行保护，以5‑12℃/min的速率升温至700‑750℃熔炼温度；③CaO颗粒单独在马弗炉预热，预热温度为150‑250℃，待步骤②中的合金熔融后，将CaO加入；④采用2000‑3000W手持电钻将CaO粉末搅入Mg‑Zn合金熔体，再用高剪切强力熔体搅拌桨充分搅拌1‑15min，然后采用超声搅拌桨进行超声搅拌1‑15min；⑤静置5‑15min，待熔体温度降温至660‑700℃时浇铸成直径为60‑80mm的铸锭，自然冷却得到原位自生MgO增强Mg‑Zn‑Ca合金。