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镁合金热处理的研究现状及发展趋势一、研究现状1. 热处理工艺目前，镁合金的热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将镁合金加热至一定温度，使合金中的固溶体达到最大溶解度，然后快速冷却，以达到增强合金的目的。
时效处理是在固溶处理后，将合金再次加热至一定温度，使固溶体析出细小的弥散相，从而提高合金的强度和耐腐蚀性能。
退火处理是将镁合金加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除合金中的残余应力和改善其塑性。
2. 热处理工艺对合金性能的影响热处理工艺对镁合金的性能有着重要的影响。
固溶处理能够提高镁合金的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
时效处理能够提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，但也会降低其塑性和韧性。
退火处理能够消除合金中的残余应力和改善其塑性，但会降低其强度和硬度。
3. 热处理工艺的优化为了优化镁合金的热处理工艺，目前的研究主要集中在以下几个方面：（1）优化固溶处理工艺，以提高合金的强度和硬度，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（2）优化时效处理工艺，以提高合金的强度和耐腐蚀性能，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（3）优化退火处理工艺，以消除合金中的残余应力和改善其塑性，同时尽可能地保持其强度和硬度。
（4）开发新的热处理工艺，以进一步提高镁合金的性能。
二、发展趋势1. 热处理工艺的智能化随着科技的发展，热处理工艺也将越来越智能化。
智能化的热处理设备可以根据不同的合金材料和工艺要求，自动调整加热温度、保温时间和冷却速率等参数，以达到最佳的热处理效果。
2. 热处理工艺的节能化在热处理工艺中，能源消耗是一个重要的问题。
为了节约能源，未来的热处理设备将会采用更加节能的加热方式，如电磁加热、红外加热等。
3. 热处理工艺的环保化在热处理过程中，会产生大量的废气和废水，对环境造成污染。
为了保护环境，未来的热处理设备将会采用更加环保的工艺，如高温氧化、湿式电除尘等。
4. 热处理工艺的多功能化未来的热处理设备将会具备更多的功能，如自动化控制、在线检测、数据采集和分析等，以满足不同用户的需求。
第53卷第7期表面技术2024年4月SURFACE TECHNOLOGY·15·医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展王国庆，李广芳，刘宏芳*（华中科技大学a.化学与化工学院b.生物医用与防护材料湖北省工程研究中心c.能量转换与存储材料化学教育部重点实验室d.材料化学与服役失效湖北省重点实验室，武汉 430074）摘要：镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料，具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能，在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。
镁合金具有较高的化学活性，因此其降解速率较快，力学性能的维持受限，植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题，因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。
综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。
讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题，在此基础上，考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。
结合体内试验和体外试验，概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响，并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。
最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。
关键词：镁合金；可降解；植入材料；表面改性；耐蚀性中图分类号：TG174.4；R318.08 文献标志码：A 文章编号：1001-3660(2024)07-0015-16DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2024.07.002Research Progress in Application and Surface Modificationof Medical Degradable Magnesium AlloysWANG Guoqing, LI Guangfang, LIU Hongfang*(a. School of Chemistry and Chemical Engineering, b. Hubei Engineering Research Center for Biomedical andProtective Materials, c. Key Laboratory of Material Chemistry for Energy Conversion and Storage,Ministry of Education, d. Hubei Key Laboratory of Materials Chemistry and Service Failure,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: As a new generation of biodegradable materials for medical use, magnesium and its alloys exhibit excellent affordability, mechanical property, biocompatibility and biodegradability, and possess extensive application prospects in orthopedics, cardiovascular treatment and gastroenterology. However, the high chemical activity of magnesium alloys leads to excessive degradation rates and limited maintenance of mechanical performance, and the possible bacterial infection during implantation can also lead to problems such as inflammation and accelerated corrosion, so surface modification is necessary to收稿日期：2023-04-18；修订日期：2023-09-25Received：2023-04-18；Revised：2023-09-25基金项目：国家自然科学基金（52171069）Fund：National Natural Science Foundation of China (52171069)引文格式：王国庆, 李广芳, 刘宏芳. 医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(7): 15-30.WANG Guoqing, LI Guangfang, LIU Hongfang. Research Progress in Application and Surface Modification of Medical Degradable Magnesium Alloys[J]. Surface Technology, 2024, 53(7): 15-30.*通信作者（Corresponding author）·16·表面技术 2024年4月form integrated multifunctional coatings. Starting from the current application of medical degradable magnesium alloys in various fields, the work aims to describe the research status of magnesium alloys as several types of implant materials, and clarify the specific challenges faced by magnesium alloys when implanted in organisms. Based on this, the latest research developments of four kinds of surface modification techniques of magnesium alloys are reviewed, and by evaluating the advantages and disadvantages of these techniques, targeted improvement directions are indicated to facilitate the development and practical application of surface modification techniques of medical degradable magnesium alloys. Medical degradable magnesium alloys are suitable as bone implant materials because of their osteogenic properties. When magnesium alloys are used as bone plates and screws, the mass loss and mechanical performance attenuation in long-term service are unacceptable, and they suffer from hydrogen evolution and pH increase simultaneously. Magnesium alloys can also serve as vascular stents because of their arrhythmia prevention and antithrombotic effects. Nevertheless, besides the rapid corrosion rate, the vascular stenosis caused by intimal hyperplasia should be considered, and the toxicity of rare earth elements in the new stent is not yet clear. When used as gastrointestinal staples as well as bile duct stents, the degradation rate of magnesium alloys needs to be more strictly controlled due to the corrosive digestive fluids they are exposed to. To improve the overall performance of medical degradable magnesium alloys, researchers have prepared various organic and inorganic coatings. The coatings including chemical conversion coatings, plasma spray coatings and micro-arc oxidation films are inorganic coatings. Chemical conversion coatings can effectively improve the biocompatibility and corrosion resistance of magnesium alloys, but the formation mechanism and long-term biological effects of the coatings should be further studied. Especially, attention needs to be paid to the coating formation mechanisms and health risks of the rare earth conversion coatings. Plasma spray, as a conventional method, can firmly integrate the coatings onto the surface of the magnesium alloy substrate, but it is difficult to avoid the formation of micro-pores and thermal stress residues, and further optimization of the spraying process or other post-treatment techniques is required. Micro-arc oxidation films are in-situ formed ceramic layers with excellent bonding strength and hardness. Similar to plasma spray coatings, their surfaces are also distributed with inherent micro-pores or micro-cracks, and these micro-defects are suitable as micro-containers and nano-containers or outer adhesion sites. Polymer coatings belong to organic coatings, which are denser than inorganic coatings, but they are prone to peel off from the substrate and their strength and hardness are not as good as those of inorganic coatings. A better strategy is to utilize the inorganic coating as an intermediate layer to provide sufficient adhesive strength and the polymer layer as a sustained drug release system, thus combining the advantages of the both. At present, the application of medical degradable magnesium alloys has been gradually extended from orthopedics and cardiovascular treatment to gastroenterology, oral and maxillofacial surgery. This change has put forward higher requirements on the comprehensive performance of magnesium alloys. Future research on surface modification of magnesium alloys should focus on key factors such as cell adhesion, controlled degradation, antimicrobial performance and biocompatibility, while moving from static simulations to the dynamic organisms and ensuring the effective functioning of the coatings after implantation.KEY WORDS: magnesium alloys; degradable; implant material; surface modification; corrosion resistance生物可降解材料是一类在生物机体中体液及核酸的作用下不断被降解、吸收或排出体外，最终完全被新生组织取代的生物医用材料，它包括生物可降解陶瓷、生物可降解高分子材料、生物可降解金属材料、复合材料及生物衍生材料等5类[1-2]。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化镁合金由于其优异的性能，如低密度、高比强度、良好的自锁性能和抗冲击性能等，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。
然而，由于镁合金材料的低熔点和高灵敏度，其力学性能和耐热性需要通过热处理工艺进行优化，以满足不同应用领域的需求。
热处理工艺是通过控制材料的温度和冷却速率来改变其组织和性能的过程。
对于镁合金材料来说，最常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将合金加热至固溶温度以上，使合金元素均匀溶解在溶液中，然后通过快速冷却来固定组织。
时效处理是在固溶处理完毕后，将合金加热至较低的温度，通过时间来调整组织和性能。
退火处理是将合金加热至较高的温度，然后在较慢的冷却速率下，使组织得到重新恢复。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能的优化具有显著的影响。
通过固溶处理可以提高镁合金材料的塑性，使其具有更好的可加工性。
固溶处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高其抗拉强度和延伸率。
时效处理可以通过组织的时效硬化来增加材料的强度和硬度。
退火处理可以通过消除材料中的应力和缺陷，使其具有更好的塑性和韧性。
热处理工艺对镁合金材料的耐热性的优化同样具有重要的作用。
镁合金材料具有低熔点和高活化能，容易在高温下发生蠕变和热裂敏化等问题。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶粒尺寸和晶界的特性，从而提高材料的耐高温性能。
固溶处理可以减小晶粒尺寸，提高材料的界面密度，从而提高材料的耐蠕变性能。
时效处理可以通过析出相的形成来增加材料的强度和耐蠕变性能。
退火处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高材料的抗热裂敏化性能。
总的来说，热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化具有重要的作用。
通过合理的热处理工艺，可以提高镁合金材料的可加工性、强度、硬度、塑性和韧性，并增加材料的耐高温性能。
然而，热处理工艺的优化需要充分考虑材料的成分、组织和性能需求，确保最终的产品能够满足实际应用的要求。
在当今工业领域中，镁合金作为一种重要的结构材料，其在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。
由于镁合金具有密度低、比强度高、导热性能好的优点，因此备受青睐。
然而，镁合金表面处理技术的发展也成为了当前研究和应用的热点之一。
本文将从镁合金表面处理技术的现状出发，深入分析其发展方向，并探讨这一技术对材料性能和工业应用的影响。
一、镁合金表面处理技术的现状镁合金作为一种结构材料，其表面处理技术对其性能和应用起着至关重要的作用。
目前，主流的镁合金表面处理技术包括阳极氧化、化学转化膜和表面涂层等。
这些技术在提高镁合金的耐蚀性、耐磨性和耐热性方面发挥着重要作用。
然而，现阶段的镁合金表面处理技术还存在着表面粗糙度大、涂层附着力差等问题，限制了其在高端领域的应用。
有必要研究和探讨镁合金表面处理技术的发展方向，以期在提高材料性能的满足工业对材料的高要求。
二、镁合金表面处理技术的发展方向随着材料科学和工程技术的不断发展，镁合金表面处理技术也在不断突破和创新。
未来，镁合金表面处理技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 新型表面处理技术的研发目前，针对镁合金表面处理技术存在的问题，研究人员正在积极探索开发新型的表面处理技术，以解决目前技术所面临的挑战。
其中，包括但不限于等离子喷涂、化学沉积、离子渗透等新型技术的研发，以期在提高表面质量和涂层附着力方面取得突破。
2. 多功能复合涂层的设计与应用为了进一步提升镁合金表面的性能，研究人员还在探索开发多功能复合涂层技术，以实现在耐磨、耐蚀、耐热等方面的多重性能提升。
这将为镁合金在航空航天和汽车制造等领域的应用提供更多可能性和机遇。
3. 绿色环保表面处理技术的应用随着全球环境保护意识的提高，绿色环保的表面处理技术备受关注。
未来，镁合金表面处理技术的发展也将更加注重环保和可持续发展，致力于研究开发环保型、低能耗的表面处理技术，以实现材料性能提升与环境保护的双重目标。
三、个人观点和理解从我个人的角度来看，镁合金表面处理技术的发展前景十分广阔。
镁合金基体表面t处理方法与流程技术下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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AZ91D镁合金等离子表面改性研究的开题报告一、研究背景AZ91D镁合金是一种轻质高强度合金，其密度仅为铝的2/3，却有着比铝更高的强度和刚度。
然而，AZ91D镁合金在空气中容易受到氧化而产生表面氧化层，其致密性较差，导致该合金的耐腐蚀性和机械性能下降，在实际应用中受到一定限制。
因此，对AZ91D镁合金表面进行改性，改善其表面性能，提高其使用寿命和应用范围，具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过等离子体表面改性技术，对AZ91D镁合金表面进行改性，改善其表面性能，提高其耐腐蚀性和机械性能，增加其使用寿命和应用范围。
三、研究内容和方法（1）研究内容①对AZ91D镁合金进行表面处理；②对处理前后的AZ91D镁合金进行表面形貌、组织结构、化学成分和性能测试；③对表面处理后的AZ91D镁合金进行储存和腐蚀试验。
（2）研究方法实验采用等离子体表面改性技术，通过在AZ91D镁合金表面产生等离子体反应，改善其表面性质。
采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等方法研究处理前后的AZ91D镁合金表面形貌和组织结构的变化，使用能谱分析（EDS）分析表面化学成分，利用拉伸试验和硬度测试等方法评估表面处理后AZ91D镁合金的力学性能和耐腐蚀性。
四、预期成果本研究通过等离子体表面改性技术，对AZ91D镁合金表面进行改性，提高其耐腐蚀性和机械性能，增加其使用寿命和应用范围。
预期实现以下成果：①对AZ91D镁合金表面进行改性，得到表面性能更优异的AZ91D镁合金；②优化等离子体表面改性工艺参数；③建立AZ91D镁合金表面改性的理论模型；④产生具有一定理论和应用价值的结论和建议。
镁合金表面改性及其耐腐蚀性能研究镁合金是一种重要的轻质结构材料，具有低密度、高比强度、高比刚度等优异特性，在航空航天、汽车、电子电器等领域得到广泛应用。
但是，镁合金的耐腐蚀性较差，容易受到大气、水分、盐等环境因素的侵蚀。
因此，镁合金的表面改性是提高其耐腐蚀性能的重要途径。
一、镁合金表面改性的方法目前，镁合金表面改性的主要方法包括化学处理、涂层处理、阳极氧化处理、等离子体处理等。
下面针对这些方法进行简单介绍。
1. 化学处理化学处理是一种常用的镁合金表面改性方法，其主要作用是清除表面膜、消除微观腐蚀、构建保护膜等。
常见的化学处理方法有酸洗、碱洗、表面成分改性等。
其中，酸洗可以清除表面氧化膜、氢化膜等，提供清洁的表面，便于进一步处理；碱洗可以消除表面杂质、微观腐蚀等，提高表面质量；表面成分改性可以在表面形成一层薄膜，起到保护作用。
2. 涂层处理涂层处理是一种将防腐材料涂覆在镁合金表面的方法，常见的涂层材料有涂料、油漆、树脂等。
涂层可以覆盖镁合金表面，防止镁合金与大气、盐等腐蚀环境接触，从而保护镁合金。
但是，涂层处理的耐腐蚀性受到涂层材料本身性能的限制，较难达到理想的防腐效果。
3. 阳极氧化处理阳极氧化处理是一种利用氧化膜形成的表面改性方法。
在阳极处理中，镁合金表面形成了一层致密、均匀的氧化膜，可以起到保护作用。
此外，阳极氧化处理可以改善镁合金表面的耐磨性、耐热性等性能。
4. 等离子体处理等离子体处理是一种将气体放电离子化后，使离子流在加速电场作用下施加在阳极表面的表面改性方法。
等离子体处理可以改善镁合金表面的耐腐蚀性、表面硬度、摩擦性等性能。
二、镁合金表面改性对耐腐蚀性的影响表面改性对镁合金的耐腐蚀性有着显著影响。
经过表面改性处理的镁合金，在腐蚀环境下能够形成更加致密、均匀的保护膜，从而提高耐腐蚀性。
下面以阳极氧化处理为例，简要分析了阳极氧化处理对镁合金耐腐蚀性的影响。
阳极氧化处理是一种通过在电解液中将阳极处的金属表面氧化制备一层致密、均匀的氧化膜的处理方法。
专利名称：一种医用镁合金的表面改性方法
专利类型：发明专利
发明人：潘长江,张瑜杰,丁红燕,刘涛,龚韬,王亚楠申请号：CN201710294673.6
申请日：20170428
公开号：CN107185055A
公开日：
20170922
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种医用镁合金的表面改性方法，首先对医用镁合金进行表面化学处理，然后自组装固定氨基硅烷分子，最后将聚乙二醇、纤连蛋白以及肝素依次固定在材料表面，从而构建多功能的生物活性表面，同时提高材料的耐生理腐蚀性能。
采用本发明的方法对医用镁合金进行表面改性，不仅可以提高镁合金的耐生理腐蚀性能，而且可以赋予材料良好的血液相容性和促内皮细胞生长性能，为医用镁合金在血管内植入材料或器械（如血管支架）领域的应用奠定良好的基础。
申请人：淮阴工学院
地址：223005 江苏省淮安市高教园区枚乘路1号
国籍：CN
代理机构：淮安市科文知识产权事务所
代理人：冯晓昀
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710028472.1(22)申请日 2017.01.16(71)申请人 青岛理工大学地址 266520 山东省青岛市经济技术开发区嘉陵江路777号(72)发明人 吕滨江 郭峰 徐洋 车清论 崔宁 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限公司 37221代理人 郑平(51)Int.Cl.C22F 1/06(2006.01)C22C 23/04(2006.01)G01N 25/00(2006.01)(54)发明名称一种镁合金热加工工艺优化新方法(57)摘要本发明提供一种变形镁合金的热加工工艺优化方法，它是根据镁合金热变形过程中的热力学、动力学特征，通过计算控制动态再结晶演变规律选择合适的热加工工艺参数，从而改善镁合金塑性成形能力，有效控制合金的组织结构，提高其热加工生产率及变形产品质量，获得组织细小、综合力学性能优良的变形镁合金产品。
该方法利用镁合金热加工过程中的动态再结晶行为制订热加工制度，适用性广，易于实现工业化规模生产，适用于各种变形镁合金材料。
步骤简单、操作方便、实用性强。
权利要求书1页 说明书7页 附图4页CN 107058923 A 2017.08.18C N 107058923A1.一种镁合金热加工工艺优化新方法，其特征在于，包括：1)将镁合金试样进行热模拟正交实验，获得热模拟实验数据；2)根据所述热模拟实验数据绘制相应的真应力应变曲线，通过动态再结晶动力学模型获得动态再结晶模型的计算结果，采用插值和矩阵化的方法，得到动态再结晶等高线图；3)根据所述热模拟实验数据，通过插值和矩阵化的方法做出DMM塑性加工图；4)将所述动态再结晶等高线图和所述DMM塑性加工图进行叠加，设置判据，得到包含有动态再结晶动态信息的DMM塑性加工图，即得。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的镁合金试样为Mg-Zn-Zr系镁合金。
