生物医用镁合金的腐蚀与防护研究进展
医用镁合金材料研究进展
医用镁合金材料研究进展
首先，医用镁合金材料在骨修复方面具有广阔的应用前景。
镁合金具有与人体骨组织相近的密度和弹性模量，能够减少骨折部位的应力集中，促进骨骼的愈合。
此外，镁离子能够刺激骨细胞的增殖和分化，促进骨组织的再生。
因此，医用镁合金材料可用于制作骨修复植入物，如骨板、骨螺钉和骨融合器，用于治疗骨折、骨缺损和骨关节疾病等。
其次，医用镁合金材料在心血管介入治疗领域也有广泛的应用。
镁合金具有良好的生物相容性和血液相容性，能够避免血栓形成和血管狭窄。
同时，镁离子能够抑制平滑肌细胞的增殖，防止血管再狭窄。
因此，医用镁合金材料可用于制作血管支架、血管球囊扩张器和血栓滤器等，用于治疗冠心病、脑血管疾病和外周动脉疾病等。
此外，医用镁合金材料还可用于制作生物可降解的内固定器械。
传统的内固定器械一般采用不可降解的金属材料，需要手术后二次手术进行拆除。
而医用镁合金材料可以在人体内逐渐降解，避免了二次手术的痛苦和风险。
因此，医用镁合金材料可用于制作骨钉、骨螺钉和骨板等内固定器械，用于骨折和骨缺损的治疗。
然而，医用镁合金材料仍然存在一些挑战和问题。
首先，镁合金材料的腐蚀性较大，容易在体内产生气体和腐蚀产物，影响材料的稳定性和生物相容性。
其次，镁离子的释放速率过快可能导致组织刺激和炎症反应。
此外，医用镁合金材料的力学性能和加工性能还需要进一步改进和提高。
综上所述，医用镁合金材料在骨修复、心血管介入治疗和内固定器械等方面具有广阔的应用前景。
随着相关技术的不断进步和完善，相信医用
镁合金材料将在未来的医学领域发挥重要作用，为疾病的治疗和康复提供更好的选择。
镁合金在生物医用材料领域的研究应用与发展
镁合金在生物医用材料领域的研究应用与发展摘要：镁基合金具有较高的强韧性和加工性能以及较好的生物相容性，目前集中于骨固定材料、多孔骨修复材料、牙种植材料、口腔修复材料以及心血管支架方面的研究。
但镁基合金在人体体液环境下的腐蚀性过快是很大难题，采用适宜的改性方法不仅可以提高镁基合金的耐腐蚀性能，降低其生物降解速率，而且可以进一步提高其力学性能和表面生物活性，进而才能推动镁基合金医用材料的开发及应用。
关键词：镁合金生物相容性骨骼医用材料血管支架正文：生物医用材料是人们最早应用的医用材料之一，也是目前全世界应用最多、最广的医用材料。
而在社会发展的今天，金属材料单一特性不能满足医用需求，人们也越来越意识到多种材料符合取长的发展前景可观，而如何开发新型合金材料，如何能对医用金属材料进行特定的表面改性，是医用材料方面一直关注并努力的方向[1]。
目前临床应用的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金、钛合金、医用贵金属、医用形状记忆合金、纯金属钽、铌、锆等。
关于镁及镁合金的医用研究可追溯至1907年，但后来由于镁的耐腐蚀性差而被搁置。
近几年，随着加工方法及表面处理技术等的发展和成熟，镁合金的耐腐蚀性和力学性能得到很大提高，部分研究者又进一步开展镁合金医用材料研究。
1.镁基合金的医用研究1.1.骨固定材料目前，广泛应用于骨板、骨钉的生物医用材料主要是钛及钛合金、不锈钢及聚乳酸等。
但是，这些材料都存在一定的局限性。
钛及钛合金、不锈钢等金属材料会发生应力遮挡效应，即将金属材料植入人体后，因其与人骨材料的弹性模量不匹配产生的人骨受力被遮挡效应[2]，会使骨骼强度降低、愈合迟缓。
而聚乳酸等高分子材料力学性能差，很难承受较大的负重。
因此，需要发展新的骨固定材料，即既要有类似于人骨的力学性能，又要有良好的生物相容性，并且不产生毒性。
研究表明镁及镁合金有可能作为新的骨固定材料，因为镁及镁合金有高的比强度和比刚度[3]（如表1），纯镁的比强度为133GPa／(g／cm3)，而超高强度镁合金的比强度已达到480 GPa／(g／cm3)，比Ti6A14V的比强度(260 GPa／(g／cm3))高出近1倍。
镁合金腐蚀与防护研究现状及进展_郭冠伟
材料与表面处理技术镁合金腐蚀与防护研究现状及进展郭冠伟,苏铁健,谭成文,杨素媛(北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081)摘 要:镁合金的腐蚀问题是制约镁合金应用的主要瓶颈因素。
本文介绍了镁合金腐蚀的特点,并综述了镁合金腐蚀与防护的研究现状和进展。
关键词:镁合金;腐蚀;防护中图分类号:TG17 文献标志码:A 镁合金因其优异的性能,如密度小(密度仅为1.738g/cm3)、比强度高、良好的导电能力和电磁屏蔽性能,减振和阻尼性能好,易加工不易老化等一系列特点受到航空航天、汽车和电子等工业的青睐,被誉为“21世纪的绿色工程材料”[1]。
但是耐蚀性差是镁合金存在的主要问题之一,长期以来极大地限制了镁合金的广泛应用,使得镁合金的诸多优势得不到充分的发挥。
近些年来,国内外的研究者从不同的角度来提高镁合金抗腐蚀性能,主要有以下几种方法:1)开发新合金及提高纯度;2)采用快速凝固技术限制有害杂质的危害;3)表面处理。
1 镁合金的腐蚀特点纯镁的标准电极电位为-2.37V,故镁及其合金具有极高的化学和电化学活性,加之镁合金的氧化膜疏松多孔(M gO与M g的密度比为0.81)[2],因此,在一般的环境中都不耐腐蚀,在中性和碱性环境中镁合金的腐蚀与纯镁的腐蚀反应类似,主要的反应是:Mg=M g2++2e-(阳极反应)2H2O+2e-=H2+2OH-(阴极反应)Mg2++2O H-=M g(OH)2(生成腐蚀产物)这只是一个笼统的反应,其中可能包括一些中间步骤,最典型的初始产物是+1价的镁离子,但是其存在的时间极短[3]。
镁合金的腐蚀具有特殊的电化学现象,称之为负差数效应(Negative Difference Effect,NDE),即镁的阳极溶解反应速率和阴极析氢反应速率随外加电压的增高或外加电流密度的增大都呈现加快的趋势,这与正常的电化学理论是相悖的,称为负差数效应。
Mo rdike B L认为阴极极化后,金属表面状况发生剧烈改变,与极化前相比差别很大,使得镁合金的自腐蚀速率增加,出现负差数效应[4]。
镁基合金应用于生物医用材料的研究进展
镁基合金应用于生物医用材料的研究进展3葛淑萍,王贵学,沈 阳,张 勤,贾东煜(重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室,重庆400044)摘要 镁基合金具有较高的强韧性和加工性能以及较好的生物相容性,可应用于骨组织工程、整形外科以及血管支架中。
而镁基合金在人体体液环境下的腐蚀性又反过来影响其使用寿命。
采用适宜的改性方法不仅可以提高镁基合金的耐腐蚀性能,降低其生物降解速率,而且可以进一步提高其力学性能和表面生物活性。
综述了镁基合金的力学相容性、生物相容性、可降解性以及针对以上性能的各种改性方法,并评述了国内外对镁基合金医用生物材料的应用研究概况。
关键词 镁基合金 力学相容性 生物相容性 可降解性R esearch Developments of Magnesium Alloys as Biomedical MaterialGE Shuping ,WAN G Guixue ,SH EN Yang ,ZHAN G Qin ,J IA Dongyu(Key Laboratory of Biorheological Science and Technology of Ministry of Education ,College of Bioengineering ,Chongqing University ,Chongqing 400044)Abstract Magnesium alloys have been widely applied in bone tissue engineering ,orthopedics and vascular stents due to their high toughness ,processing performance and good biocompatibility.The corrosion of magnesium al 2loys in human body fluids limits their durability.It not only can improve their corrosion resistance and reduce their biological degradation rate ,but also enhance their mechanical properties and surface biological activities with approp 2riate modification methods.As one kind of biomaterial ,the biomechanical compatibility ,biocompatibility ,degradabili 2ty and modification methods of magnesium alloys are reviewed ,and their biomedical applications are summarized in this paper.K ey w ords magnesium alloys ,biomechanical compatibility ,biocompatibility ,degradability 3科技部国际科技合作重点项目(2004DFA06400) 葛淑萍:女,1979年生,博士研究生,研究方向为生物材料 E 2mail :geshupingcqu @ 王贵学:通讯作者,教授,博士生导师 E 2mail :wanggx @0 引言镁是人体必需的金属元素,也是细胞内重要的阳离子,有许多极为重要的生理生化作用。
镁基合金应用于生物医用材料的研究进展
ｓｅ ｔ ｕ ｏｔ ｅｒｈｇ ｏ ｇ ｎ ｓ ，ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅ ｆｒ ｎ ｅａ ｄｇ ｏ ｉｃ ｍｐ ｔ ｉｔ．Ｔｈ ｏｒ ｓｏ ｆｍａ ｎ ｓｕ ａ— ｔｎ ｓｄ ｅｔ ｈ ｉ ｉｈｔ ｕ ｈ ｅ ｓ ｒ ｃ ｓｉｇ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｏ ｄｂｏ ｏ ａ ｉ ｌ ｙ ｂｉ ｅｃ ｒｏ ｉｎｏ ｇ ｅ ｉｍ ｌ
０ 引言
镁 是人体 必需 的 金 属元 素 ， 是 细 胞 内 重要 的 阳离 子 ， 也 有许多 极为 重要 的生理 生 化 作 用 。镁 作 为生 物 医 用 植 人 材
料 ， 但不 用考 虑释 放 的微 量 镁 离 子 对 细 胞 的毒 性 ， 且植 不 而
耐磨 性 、 生物 相容 性 、 学 相 容性 等 为 目标 的 改性 研 究 受 到 力 许多研 究者 的关 注 ， 势必会 进一 步提 高镁 基 合金 植入 材 料 的
摘要 镁基合金具有较 高的强韧性和加 工性 能以及较好 的生物相 容性 ， 可应 用于骨组 织工程 、 整形外科 以及
血管 支架 中。而镁基合金在人体体液环境 下的腐蚀性又反过 来影响其使 用寿命 。采 用适 宜的改性 方法不仅 可以提
高镁 基 合金 的 耐 腐 蚀 性 能 ， 降低 其 生 物 降 解速 率 ， 且 可 以进 一 步 提 高其 力 学 性 能 和 表 面 生 物 活性 。 综 述 了镁 基 合 而
金 的力学相容性 、 生物相容性 、 可降解性以及针 对以上性能的各种改性方法 ， 并评述 了国 内外对镁 基合金 医用生物材 料 的应用研 究概况 。
关 键 词 镁基合金 力学相容性 生物相容性 可降解性
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｆＭ ａ ｎｅ ｉ ｍ ｌ ｙ ｓ Ｂｉ ｍ ｅ ｉ ａ ａ ｅ ｉ ｌ ｓａ ｃ ｖ ｌｐ ｎ ｓｏ ｇ ｓ ｕ Ａｌｏ ｓ ａ ｏ ｄ ｃ ｌＭ ｔ ｒ ａ
211241006_镁合金表面腐蚀防护技术研究进展
第52卷第5期表面技术2023年5月SURFACE TECHNOLOGY·37·镁合金表面腐蚀防护技术研究进展夏先朝1，潘玥1，袁杏1，聂敬敬1，孙京丽1，袁勇1，董泽华2（1.上海航天精密机械研究所，上海 201600；2.华中科技大学 化学与化工学院，武汉 430074）摘要：镁合金较差的耐腐蚀性能限制了其大规模应用。
利用表面腐蚀防护技术可以有效改善镁合金的耐蚀性能，延长镁合金的服役寿命。
因此，可靠的表面腐蚀防护技术是突破镁合金应用瓶颈的关键。
从镁合金表面腐蚀防护技术的分类入手，阐述了各种防护技术的基本原理。
在此基础上，综述了近年来镁合金腐蚀防护技术的研究进展，包括电化学方法、化学方法及其他表面腐蚀防护方法等，阐明了各种技术的优缺点及适用范围，并对镁合金表面防护技术的发展趋势进行了展望。
经过多年的发展，镁合金表面防护技术的理论研究和应用日臻完善，现有的表面防护方法一定程度上都能为镁合金基体提供腐蚀防护作用。
然而，随着镁合金应用范围的扩展，相关结构件常会面临恶劣的服役环境。
因此，单一的表面腐蚀防护技术已经很难满足工业领域对镁合金材料的迫切需求，多种表面处理技术联合制备的复合涂层具有广阔的应用前景。
镁合金表面防护技术当前正朝着功能化和智能化的复合涂层方向发展，同时对制备工艺的安全环保性也提出了更高要求。
未来除了保证高耐蚀性外，开发多功能智能涂层对提升防护层的长效防护能力、拓宽镁合金的应用范围具有重大的现实和长远意义。
关键词：镁合金；耐腐蚀性；表面防护；复合涂层；功能涂层；智能涂层中图分类号：TL214.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)05-0037-14DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.05.004Research Progress of Surface Corrosion ProtectionTechnology for Mg AlloysXIA Xian-chao1, PAN Yue1, YUAN Xing1, NIE Jing-jing1, SUN Jing-li1, YUAN Yong1, DONG Ze-hua2(1. Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute, Shanghai 201600, China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)ABSTRACT: The relatively high corrosion susceptibility of Mg alloys seriously restricts their large-scale use. Surface corrosion protection technologies are used to improve the corrosion resistance and prolong the service life of Mg alloys. Hence, use of reliable surface corrosion protection coatings is the key to break through the bottleneck of Mg alloy application. Starting from the classification of surface corrosion protection technologies for Mg alloys, the basic principles of various protection technologies were expounded, and the advantages, disadvantages and application scope of various technologies were clarified.收稿日期：2022–05–16；修订日期：2023–01–05Received：2022-05-16；Revised：2023-01-05基金项目：上海航天精密机械研究所自主研发项目Fund：Independent Research and Development Project of Shanghai Spaceflight Precision Machinery Institute作者简介：夏先朝（1995—），男，硕士。
镁合金腐蚀防护技术研究进展
ｒ ｓｓａ ｃ ｉ ｔ ｄ ｉ ｐ ｌｃ ｔｏ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｏ ｒ ｓｏ ｒ ｔｃ ｉｎ ｔｃ ｏｏ ｒ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｌｍｉ ｔ ａ ｐ ｉ ａｉｎ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｅ ｅ ｒｈｉｇ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆｃ ｒｏ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆ ｅ ｓ ｏ ｙ ｏ ｍａ ｎｅ ｉ ｍ ａｌｙ ｗａ ｒ ｖｅ ｄ；ｃ ｍｉ ａ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｔｃ ｏｏ ，ａ ｄ ｃ ｘ ｄ ｔｏ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ，ｍｅａ ｇ ｓｕ ｌｏ ｓ ｓ ｅ ｉｗｅ ｈｅ ｃ ｌ ｏ ｖ ｒｉｎ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｙ ｎｏ ｉ ｏ ｉ ａｉｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔｌ ｃ ａｉ ｇ， ｌ ｃｒ ｌ ｓ ｐ ａｉ ｇ，ｉｎ ｍｐ ａ ｔ ｔ ｎ， ａ ｏ ｄ ｐ ｓｔ ｎ， ｒ ａ ｉ ｃ ａ ｉｇ ｎ ｐ ａ ｍａ ｌ ｃｒ ｌｔｃ ｏ ｔｎ ｅｅ ｔｏｅ ｓ ｌｔｎ ｏ ｉ ｌｎ ａｉ ｏ ｖ ｐ ｒ ｅ ｏ ｉｉ ｏ ｏ ｇ ｎ ｃ ｏ ｔ ａ ｄ ｌｓ ｅｅ ｔｏ ｙｉ ｎ ｏ ｉ ａｉ ｎ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ Ａｎｄ ａ ｓ ｈ ｕ ｕ ｅ ｏ ｏ ｒ ｓｏ ｒ ｔｃｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｒｍａ ｎｅ ｉ ｍ ｌｏ ｓ ｘ ｄ ｔｏ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ． ｌｏ ｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ｆｃ ｒｏ ｉｎ ｐ ｏｅ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｆ ｇ ｓｕ ａｌｙ ｗａ ｙ ｏ ｐ ｏ ｐ ｃｅ ． ｒ ｓ ｅ ｔ ｄ
生物镁合金耐腐蚀性能研究进展
据研究表明 [4]，对可降解骨科植入镁合金的性能要求是 ：为 保证有效服役期达到 90 ～ 180 天，在 37℃模拟体液（SBF）中的 腐蚀速率小于 0.5mm/ 年 ；对于骨板等内固定受力件，屈服强度 大于 200MPa，伸长率大于 10% ；对于心血管支架材料，要求具
Mg 是人体必需的微量元素之一，在动物体内含量仅次于 钙、钠、钾，在细胞内的含量仅次于钾 [1] ；镁及其合金的密度约 1.7g/cm3，与人骨密度（1.75g/cm3 左右）几乎完全相等 [2]。镁及 镁合金的杨氏模量与人体骨骼（10 ～ 40GPa）大致相似，约为 45GPa[3]。另外，镁的标准电极电位非常低。体内产生的离子可 以被人体组织吸收，然后通过体液从体内排出。 1.2 性能要求
就目前来看，镁合金的净化方法主要从以下三方面着手 ： 一是镁合金原料的高纯度 ；二是在高纯合金的制备过程中，必 须保持工艺和设备的完整性和高真空度，避免引入其他杂质元 素 ；三是可添加其他强化合物形成元素在合金制备过程中进行 杂质去除处理 [8]。
109
S 科学技术 cience and technology
用领域还有很大的潜能。
关键词 ：生物合金 ；镁合金 ；耐腐蚀性
中图分类号 ：TG13
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2020）12-0109-2
1 生物镁合金的腐蚀问题 1.1 应用背景
可用于生物体的合金有医用不锈钢、医用钴基合金、医用钛 及其合金、医用镁生物合金等，其中医用不锈钢在医疗中应用最 为广泛。虽然廉价易加工，但极易产生点蚀和表面腐蚀，不适合 长期使用，稳定性差 ；溶解可能产生诱发肿瘤形成的离子 ；生 物相容性差 ；同时不具有生物活性 ；而医用钴基合金虽然具有 不锈钢的十倍以上的耐腐蚀性，一般情况下不会产生严重的组 织反应，其耐磨性和承载能力都很好，Co 离子的释放易引起细 胞和组织坏死、皮肤过敏反应等。医用钛及其合金具有良好的生 物相容性，但合金的耐磨性、抗疲劳性差、有毒元素多。
镁合金在生物医学上的应用与发展
镁合金在生物医学上的应用与发展镁合金由于其在生物医学领域的一系列独特性能，正在逐渐成为一种有潜力的新型生物医学材料。
本文将对镁合金在生物医学上的应用与发展进行详细介绍。
首先，镁合金具有优异的生物相容性。
镁是人体中的一种必需元素，具有良好的生物相容性和生物活性。
与传统的金属材料（如不锈钢、钛合金）相比，镁合金可以更好地适应人体环境，减轻组织炎症反应，促进人体自愈。
此外，镁合金还能够释放镁离子，镁离子对于骨骼生长和修复非常重要，有利于骨组织再生和愈合。
其次，镁合金具有轻质优势。
镁合金的密度只有铝和钛的两三分之一，使得它成为制造骨科和牙科植入物的理想材料。
由于轻质性质，镁合金可以显著减轻患者的负担，降低手术风险，并增加人工关节和牙齿等植入物的生物相容性和使用舒适性。
第三，镁合金具有良好的机械性能。
镁合金具有较高的抗拉强度和弹性模量，可以有效承受在人体内持久的机械负荷。
这使得它成为制造骨钉、骨板和牙种植体等植入物的理想材料，提高了治疗效果和患者的生活质量。
此外，镁合金还具有可降解性。
镁合金在体内能够逐渐降解，并逐步被人体新生组织所代替，最终完全被吸收。
这种可降解性能使得镁合金成为制造支架、螺钉和导管等临时植入物的理想材料，避免了二次手术的需要，减轻了患者的痛苦。
然而，镁合金在生物医学上的应用也存在一些挑战。
首先，镁合金在生物体内的腐蚀速度仍然需要进一步控制。
过快的腐蚀速度会导致过多的金属离子释放，可能对周围组织产生毒性影响。
其次，镁合金的力学性能尚不如传统的金属材料。
需要进一步改进镁合金的力学性能，以满足临床实际应用的需要。
尽管面临挑战，镁合金在生物医学领域的应用前景仍然广阔。
未来的发展方向包括优化镁合金的成分和制备工艺，增强其力学性能和可降解性能，控制其腐蚀速度，并进一步探索其在骨组织工程、心血管介入、神经修复和药物传递等方面的应用。
总结起来，镁合金在生物医学上的应用与发展具有巨大潜力。
它的优异生物相容性、轻质性能、良好机械性能和可降解性能，使其成为制造植入物的理想材料。
镁合金腐蚀与防护研究进展
的不断突破和成 熟 ，全球镁合金用量将以每年２ ０ ％的 素 、杂质元素以及 Ｄ￣ Ｉ （ Ｍｇ ｌ ７ Ａ ｌ ｌ ２ ）形成微 电池 ，由
速 度增长Ⅲ 。然而 ，镁合金耐蚀性差制约 了其应用 的 于Ｍｇ 的电极 电位低 ，在 电池 反应 中作为阳极而首先
推 广 ，研 究者 们对镁 合金 腐蚀机 理 、影响 因素和 防 遭到破 坏 。当 相 腐蚀后 ，镁合 金表面 的电化学性
护 措施 等做 了大量 工作 。本文 介绍镁 合金腐 蚀 与防 质更 不均 匀 ，形成 各种各 样的微观 电池而 发生更 多
护的研究进展。
的 电化学腐蚀 。
１镁合金腐蚀机理
镁的标 准 电极 电位 约为２ ． ３ ６ Ｖ口 ，是 常见金属 中
物膜
蚀动力 学控带 包括腐蚀产
作者 简介 ：王栓强 （ １ ９ ７ ５ 一）， 男，硕士 ，讲 师，材料加工工程专业，研 究方向为镁合金及其成型。
镁 合金具 有诸 多优 点而 有广泛 的应 用前景 ， 目 ￣ ［ Ｉ Ｆ ｅ 、Ｎ ｉ 等杂质元素 ，在使用过程中接触环境介质 ， 前 镁合金 在航 空航天 、交通 运输 、 电子 通讯 、 国防 发生化学反应生成腐蚀产物Ｍｇ Ｏ、Ｍｇ （ Ｏ Ｈ ） ： 等。 工 业 、医疗等 行业均 有应 用 。随 着镁 合金应 用技术 在 介 质 环境 下 ，镁 合 金 中 的镁 与 其 他合 金 元
（ Ｘｉ ａ ｎ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘｉ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｓ ｒｅ ａ ｖ ｅ ｒ ｙ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ． Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ， ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉｏ ｔ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｒｅ ａ ｓ ｕ ｍ ｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．
镁合金腐蚀与防护研究现状及进展
１ 镁 合 金 的 腐 蚀 特 点
纯镁 的标准 电极 电位 为 一２ ３ 故 镁 及 其合 ． ７Ｖ，
Ｋ． Ｋａｎ ｉ 比较 了 高纯 镁合 金 ＡＺ １ Ｕ． ｉｅ＿ ７ ９ ＨＰ与普 通 的 ＡＺ １ 合 金 的盐 雾 腐 蚀 速 率 ， 现 ＡＺ １的 腐 ９镁 发 ９
蚀速 率是 ＡＺ １ ９ ＨＰ的 １ ９倍 。另外 稀 土在 镁合 金 中
其存在 的时 间极短 。镁合 金 的腐蚀具 有特 殊 的 电 ］
化 学现象 ， 之 为 负差 数 效 应 （ ｇ ｔ ｅＤ ｆ ｒｎ ｅ 称 Ｎｅ ａｉ ｉ ｅｅ ｃ ｖ ｆ Ｅ ｆｃ， Ｅ ， ｆ ｔＮＤ ） 即镁 的 阳极 溶 解 反应 速 率 和 阴极 析 ｅ
有 害 的析 出相 ， 轻腐蚀 程度 ， 减 同时还 能形成 非 晶态 的氧化膜 ， 高 耐蚀 性 ［ 提 １ 。Ｇ Ｌ Ｍａ ａ ． ． ｋ ｒ等 发 现
制 了镁 合金 的广泛 应 用 ， 得 镁合 金 的诸 多 优势 得 使
不 到充 分的发 挥 。近 些 年来 ， 内外 的 研 究者 从 不 国
同的角 度来提 高镁 合 金抗 腐 蚀 性 能 ， 要有 以下 几 主
种方 法 ：１ ）开发新 合金 及提 高纯度 ； ）采 用快速凝 ２
固技术 限制有 害杂质 的危 害 ； ）表 面处理 。 ３
氢 反应速率 随外 加 电压 的增 高或 外加 电流 密度 的增
快 速凝 固工 艺可 以改变 Ｍｇ及 Ｍｇ合金 表 面膜 的组
成 和结构 ， （ Ｍｇ ＯＨ） 由晶体 型转变 成无定 形 的膜 结 ｚ 构， 从而提 高 了合金 的耐蚀 性 。
２ ３ 表 面 处 理 ．
大都 呈现加ห้องสมุดไป่ตู้快 的趋 势 ， 这与 正 常 的 电化 学 理 论 是相
镁合金在生物医用材料上的发展
镁合金在生物医用材料上的发展
随着科学技术的不断发展，镁合金作为一种新型材料，其在生物医用领域中的应用逐渐受到重视。
相比于传统的金属材料，镁合金具有生物相容性好、生物吸收性强等优点，因此被广泛应用于生物医用材料的制备中。
在医疗器械方面，镁合金已经开始被用于制造支架、植入物等。
镁合金支架可以通过调整合金成分和热处理工艺来降低其生物腐蚀性，同时也可以减少支架塑性变形等问题。
镁合金植入物则可以通过其生物吸收性来减少对人体的损伤，减少二次手术的风险。
此外，在口腔修复材料、骨修复材料等方面，镁合金也有着广泛的应用前景。
研究表明，镁合金可以促进骨细胞的生长、增强骨折修复等，因此被认为是一种非常有潜力的骨修复材料。
在口腔修复方面，镁合金合成的口腔修复材料可以更好地模拟天然牙齿的形态和性能，因此具有非常广阔的市场前景。
总之，镁合金作为一种新型生物医用材料，其在医疗器械、骨修复、口腔修复等方面的应用前景十分广阔。
相信随着技术的不断发展，镁合金将会在生物医用领域中扮演越来越重要的角色。
- 1 -。
纯镁的生物腐蚀研究
纯镁的生物腐蚀研究一，镁及其合金的大体了解镁及候合金作为植入材料有明显的优势Ω:（1）其密度为1.743/g cm 4左右, 与人骨的密质骨密度（1.753/g cm ）相当:（2）比强度和比刚度高,杨氏模量约为45GPa ；更接近人骨的弹性模量（20GPa 左右），可减小应力遮挡效应；（3）镁是人体内仅次于钙、钠和钾的常量元素，成人每人每日需要Β量超过30mg,生物安全性较高,所以人们认为比,镁及其合金适宜制作人工骨或骨内固定物等. 但是在研究中发现,纯镁及其合金在富含有_C L 的人体生理环境中耐蚀性更差.因而如果利用镁及合金的易腐蚀性, 将其发展成为可降解金属植入材料, 通过腐蚀逐步被机体吸收代谢, 将更适合于制备短期或暂时植入器件，将镁及合金作为生物可降解材料是一个崭新的研究思路, 目前还没有规律性的研究结果。
选择镁及其合金为主要研究对象, 从镁的纯净度、加工状态及热处理状态等方面研究了镁在生理盐水中的腐蚀规律, 以期为发展可控腐蚀降解的镁基生物材料提供理论基础2实验方法镁和镁合金样品有铸态、锻态、热轧态及高温固溶处理四种状态；生物环境浸泡实验采用000.9/生理盐水, 在恒温振荡培养箱中培养, 保持溶液温度为37土0.5C ，振荡频率为75r/min(模拟人身体的平均振动频率)。
可以研究镁及其镁合金在生理盐水中开路腐蚀电位随浸泡时间的变化规律。
在自然腐蚀状态下, 腐蚀反应受反应物和反应产物通过表面膜的扩散过程所控制好的钝化膜应该能阻止阳离子从金属表面向外流出, 并阻止有害的阴离子、氧化剂从外部向膜内金属流入, 而且当表面膜局部破损后能迅速自身修复4 当镁及其合金受到含水腐蚀介质的侵蚀时, 腐蚀过程主要以金属与水的电化学反应的方式进行, 总反应方程式如下：Mg +22H O =2()M g OH +2H二、漫泡油液PH 值对纯镁的影响纯供在酸性、中性和弱碱性溶液中都不耐蚀4 当PH 值大于11.5 时,2()M g OH 的保护性对镁的耐蚀性起决定作用, 并形成钝化区。
可降解生物医用镁合金材料的研究进展
2018•08技术应用与研究当代化工研究Chenmical I ntermediate ^^可降解生物医用镆合金材料的研究进展*刘茗贺(郑州外国语中学河南450001)摘要：生物医用材料因其在现代医学领域的许多重要应用而引起了越来越多的学者的兴趣。
其中，镁合金由于具有优异的生物相容性和 力学性能而在众多材料中脱颖而出，成为潜力非凡的可降解金属骨移植材料。
但是其在生物体内降解速率过快，严重限制了其实际应用。
针对这一问题，本文概述了镁合金的合金化、表面处理、非晶化和复合材料等四类减缓其降解速度的研究现状，并提出展望，以期对生物 医用镇合金的实际应用提供参考•关鍵词：可降解镁合金；合金化；表面处理；非晶化；复合材料中图分类T文献标识码：AResearch Progress of Degradable Biomedical Magnesium Alloy MaterialsLiu Minghe(Zhengzhou Foreign Language Middle School，He’nan,450001)Abstract: Biomedical m aterials have a ttracted m ore and m ore s cholars' i nterest d ue to their m any important a pplications in thefield o f m odem medicine. Among them, magnesium alloy s tands out among many materials due to its excellent biocompatibility and m echanical p roperties, becoming a degradable metal bone graft material with extraordinary p otential. However, its degradation rate in organisms is too f ast, which severely limits its practical application. In view of t his p roblem, this p aper summarizes the status of f our types of r esearch which can slow down the degradation rate of m agnesium alloy, including alloying, surface treatment, amorphous and composite materials, and p uts f orward the p rospect, hoping to p rovide a reference f or the p ractical application o f b iomedical magnesium alloy.Key wordsi degradable magnesium alloys alloying% surface treatment-, amorphous；composite material1■引言生物医用材料是一类具有特殊性能、多种功能，常用在 人造器官、外科手术、康复理疗、疾病的诊断和治疗，并对人体无毒副作用的材料。
镁合金抗腐蚀性研究进展
临床中使用的骨植入材料应有优良的力学性能，而且需要与骨组织愈合相匹配的降解速度。
骨植入材料在临床应用中不断发展，新型镁合金材料的研制受到国内外学者的广泛关注。
但其过快的降解速率难以得到有效控制，有效控制镁合金的降解速率，关键在于提升镁合金的抗腐蚀性，既可以使其力学性能得到保障，同时也避免了毒性反应。
因此，国内外专家学者采用多种方式提升镁合金的抗腐蚀性能。
1提高镁的纯度镁合金的提纯是指在选取高纯度原料的基础上，通过控制熔炼工艺使合金中杂质的含量降低。
当通过提纯后得到的金属镁达到99.99%以上时，其降解速率可达到作为骨植入材料的标准，并且在降解的过程中不会产生其他对机体有害的元素。
谭小伟等［1］对高纯度的镁进行热处理后，增强了其耐腐蚀性，对处理后的样品进行失重法检测，7天内样品的质量未见明显减轻。
骨折断端产生的应力会影响内固定材料的降解，为促进骨折的良好愈合，内固定材料应当具有优良的机械性能和一定的可控降解速率。
Han等［2］在新西兰兔中使用了其研制的高纯镁螺钉后发现，骨折产生的应力并没有对骨折间隙附近溶解较快螺钉的机械性产生影响，高纯镁螺钉逐渐被新生骨组织所取代。
可见骨植入材料中对高纯镁螺钉的使用日趋广泛。
Yu等［3］在青壮年股骨颈骨折后带血管髂骨移植术中使用高纯镁螺钉，对发生骨不连与股骨头缺血性坏死的概率进行对比研究发现，使用高纯镁螺钉后发生以上两种情况的概率较低，故认为高纯镁螺钉的降解过程存在能够加快骨折愈合的因素。
2镁合金进行合金化合金技术是改善金属镁耐腐蚀性和机械性能的一个重要手段［4，5］，分别有两种类型的合金构成了现阶段镁合金的主要类型：第一种是由含2~10wt%（质量分数为2%~10%）的铝（Al）及部分锌（Zn）、锰（Mn）构成的合金；第二种在主要添加了稀土元素的同时，还加入了如Zn、钇（Y）、银（Ag）或少量锆（Zr）等金属的合金。
两类合金都具有各自的优点，第一类合金在拥有中度耐腐蚀性的同时机械性也得到了提升，第二类合金不仅有优良的机械性而且同样拥有良好的组织性。
可降解生物医用镁合金材料的研究进展
收稿日期:2019-05-13作者简介:雷宇(1983—),工程师,主要从事有色金属、铜及铜合金材料的研究与开发。
〔摘要〕镁合金材料具有优异的力学性能、良好生物相容性和可降解性,近年来成为可降解生物医用材料的研究热点。
镁合金材料较快的腐蚀速度和不可控的降解过程,极大限制了镁合金材料的临床应用和推广。
综述了镁合金材料做可降解医用材料的优势和不足,阐述了镁合金材料耐腐蚀性能的提升手段和研究进展,指出合金化、表面处理和特种加工工艺等方法可有效提升镁合金材料的耐腐蚀性能,并展望了可降解生物医用镁合金材料的发展方向。
〔关键词〕镁合金;可降解;生物医用;腐蚀中图分类号:TG178文献标志码:A文章编号:1004-4345(2019)04-0005-04Research Progress on Biodegradable Magnesium Alloys BiomaterialsLEI Y u(Golden Dragon Precise Copper Tube Group Inc.,Chongqing 404100,China)Abstract Recent years biodegradable magnesium alloys have been a hotspot in the field of medical implant materials due to theexcellent mechanical properties,good biocompatibility and biodegradable absorption characteristics.The rapid corrosion speed anduncontrollable degradation process of magnesium alloy material greatly restricted the clinical application and promotion of magnesium alloy materials.This paper reviews the advantages and disadvantages of biodegradable magnesium alloys and the current research statuson magnesium and its alloy s as the implants materials.This points out that the alloying,surface treatment and other special processing method can effectively improve the corrosion resistance of magnesium alloy materials,and the development direction of biodegradable biomedical magnesium alloys is prospected.Keywords magnesium alloys;biodegradable;biomedical;corrosion可降解生物医用镁合金材料的研究进展雷宇(金龙精密铜管集团股份有限公司,重庆市404100)第40卷第4期有色冶金设计与研究2019年8月近年来,以可降解镁合金为主要代表的新型生物医用金属材料发展迅速,越来越受到医学界的关注。
镁合金的腐蚀行为与防护
谢谢观看
1、镁合金在化学环境中的腐蚀 行为及其影响
镁合金在化学环境中易发生腐蚀，主要原因是其表面与周围介质发生化学反应 而导致材料损失。镁合金的腐蚀速率受介质温度、湿度、成分等因素影响。在 某些腐蚀介质中，如盐雾试验，镁合金的腐蚀速率甚至高于一些不锈钢。Biblioteka 2、不同镁合金的腐蚀行为差异
镁合金的成分和组织对其腐蚀行为有显著影响。例如，镁-铝-锌系合金（如 Mg-6Al-3Zn）具有较好的耐蚀性，而镁-铝系合金（如Mg-9Al）则较差。此外， 合金中的微量元素如稀土元素也可以提高镁合金的耐蚀性。
结论
镁合金的腐蚀行为与防护是一个重要的研究领域，关系到材料的使用寿命和可 靠性。了解镁合金在不同环境中的腐蚀行为以及不同防护措施的效果，有助于 采取有效的防腐蚀措施，提高镁合金的应用价值和市场竞争力。随着新型镁合 金材料的研发和应用，未来的腐蚀研究和防护措施将更加多样化和精细化。因 此，需要不断深入探究镁合金腐蚀行为与防护的内在规律，为新型镁合金材料 的研发和应用提供理论支持和实践指导。
3、合金化：合金化是提高镁合金耐腐蚀性能的一种有效方法。微弧氧化技术 可以用于制备高耐腐蚀性的镁合金涂层8。例如，Wang等人9通过微弧氧化技 术在镁合金表面制备了含CeO2涂层，显著提高了镁合金在模拟海水中的耐腐蚀 性能。
结论
微弧氧化技术在镁合金腐蚀防护领域具有广泛的应用前景。然而，仍存在一些 问题需要进一步研究和改进，如处理时间较长、能耗较高、设备成本较高等。 未来研究方向应包括优化微弧氧化技术的工艺参数，降低处理温度和时间，提 高处理效率，同时研究新型的镁合金表面处理技术，以实现更加环保和高效的 镁合金防腐蚀保护。
参考内容
引言
镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空、汽车、电子等领域得到了 广泛应用。然而，镁合金的腐蚀问题限制了其使用寿命。微弧氧化技术作为一 种新型的表面处理技术，可以在镁合金表面生成一层致密的氧化物薄膜，有效 提高镁合金的耐腐蚀性能。本次演示将综述微弧氧化技术在镁合金腐蚀防护领 域的研究现状及其进展。
镁合金腐蚀防护技术研究进展
镁合金腐蚀防护技术研究进展王丽;付文;陈砺【摘要】随着对汽车、摩托车等行走机械的轻量化、节能和环保的要求日益提高,镁合金在汽车和军事等领域的应用受到重视,但镁合金耐蚀性差限制了其应用.综述了镁合金腐蚀防护技术的研究现状,主要介绍了化学转化技术、阳极氧化技术、金属涂层、化学镀、离子注入、气相沉积、有机涂装及等离子体电解氧化等,对镁合金腐蚀防护技术的发展趋势进行了展望.%Magnesium alloy had attracted extensive attention because of its excellent physical and chemical properties such as light weight, high specific strength, high specific rigidity and good electromagnetic shielding properties. With the increasing demand for lightweight car and walking machine, application of magnesium alloy in the field of automotive and military had received more attention, but the poor corrosion resistance limited its application. In this paper, researching progress of corrosion protection technology for magnesium alloys was reviewed; chemical conversion technology, anodic oxidation technology, metal coating, electroless plating, ion implantation, vapor deposition, organic coating and plasma electrolytic oxidation were introduced. And also the future of corrosion protection technology for magnesium alloy was prospected.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2012(034)009【总页数】5页(P20-24)【关键词】镁合金;腐蚀防护;综述【作者】王丽;付文;陈砺【作者单位】广东石油化工学院化工与环境工程学院,广东茂名525000;广东石油化工学院化工与环境工程学院,广东茂名525000;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TG174.451镁是地球上储量排位第八的元素，分布广泛，约占地壳质量的2.7%，海水中 w(镁)为0.13%。
镁合金腐蚀与防护研究进展_
镁合金腐蚀与防护研究进展
王栓强 ( 西安航空学院，陕西 西安 710077) 摘 要：镁合金腐蚀与防护的研究对扩大镁合金的应用有重要意义。本文从腐蚀机理、影响 腐蚀的因素、防护方法等方面综述了镁合金腐蚀防护的研究进展，指出在改善表面防护方法与工 艺、开发新型镁合金、添加元素改变镁合金组织结构、镁合金腐蚀动态力学性能等方面有待进一 步展开工作。 关键词：镁合金 腐蚀与防护 机理
Mg外，还含有Al、Zn、Ca、Zr、稀土等合金化元素 和Fe、Ni等杂质元素，在使用过程中接触环境介质， 发生化学反应生成腐蚀产物MgO、Mg(OH)2等。 在介质环境下，镁合金中的镁与其他合金元 素、杂质元素以及β相(Mg17Al12）形成微电池，由 于Mg的电极电位低，在电池反应中作为阳极而首先 遭到破坏。当α相腐蚀后，镁合金表面的电化学性 质更不均匀，形成各种各样的微观电池而发生更多 的电化学腐蚀。 腐蚀速度大小由腐蚀动力学控制，包括腐蚀产 物膜和金相组织两方面。
腐蚀情况
介质 无水乙醇 芳香族化合物、石油、煤油等 氢氧化钠溶液、干燥空气
腐蚀情况
腐蚀
不腐蚀
36
TOTAL CORROSION CONTROL VOL.27 No.02 FEB. 2013
经验交流 Experience Exchange
为，在开展除杂研究的同时，可以考虑将合金中的 杂质“固定”，或者生成弥散分布的高熔点、高强 度的相，进而对镁合金强化并提高耐蚀性。 添加合金元素来细化晶粒、改变微观组织和相 结构，能改善镁合金耐蚀性。 Ca 在细化晶粒的同时 降低了镁合金的耐蚀性，减少熔融镁合金的氧化。 适量 Zr 能细化晶粒，提高镁合金的力学性能和耐蚀 性，其含量不能过高，否则会加速镁合金的腐蚀。 近年来，把稀土元素添加到镁合金中研究较多，常 用稀土有Ce、La、Nd、Gd和Y等。稀土元素从四个 方面改善镁合金耐蚀性 [24~32]：①通过对α相、β相 的细化，减少 Al 从α晶粒内到晶界的偏析，延缓了 α相的腐蚀；使β相由块状变成断续网状或细小的 颗粒状均匀分布，增强了β相对腐蚀的阻碍作用； ②提高镁合金的腐蚀电位，降低腐蚀电流，改善合 金的耐蚀性；③生成新相如Mg-Al-Mn-Ce-Fe， MgAl-Mn-Nd-Fe、Al4Ce、Al3Nd、Al11Nd3、MgAl4Y 等，这些新相能细化β相，减少杂质 Fe 的不利作 用，从而提高镁合金的耐蚀性；④与氧、碳、氮、 硫等的亲和力大，有利于降低气孔率，提高铸态镁 合金的质量进而改善耐蚀性。 避免镁合金直接与腐蚀介质接触，能阻止镁 合金的腐蚀，这方面的研究集中在表面改性和表面 涂层两方面。表面改性主要有阳极氧化、化学转化 膜、气相沉积、激光改性等；表面涂层有金属涂 层、有机涂层及特殊涂层等。通过这些措施在镁合 金表面形成对镁合金具有保护作用的隔离带，阻隔 腐蚀介质与合金的接触，或者与介质反应生成有保 护作用的膜覆盖在镁合金表面而起到保护作用。这 方面的研究报道很多，不再赘述。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物医用镁合金的腐蚀与防护研究进展摘要由于具有优异的力学性能、生物相容性和可降解性，镁及其合金成为一种极具潜力的生物医用可降解金属植入材料，并且是目前该领域的研究热点。
但由于镁及其合金具有较快的腐蚀速率，严重制约了其在临床上的应用。
因此开发高强度、高韧性、高耐蚀且降解行为可控的高性能镁合金迫在眉睫。
本文结合近五年积累的众位科研人员关于医用镁合金腐蚀与防护的研究资料，在此基础上综述了生物医用可降解镁合金的最新研究进展，分别详细介绍了镁及其合金作为生物医用材料的优势与不足、腐蚀机理，腐蚀的表征技术和腐蚀的防护技术的相关研究，并一定程度上分析了未来医用镁合金发展中需要解决的问题和未来发展方向。
关键词：镁合金；生物医用；腐蚀；防护ABSTRACTDue to the excellent mechanical properties, biocompatibility and degradability, magnesium and its alloys become a potential biomedical degradable implant materials, which is the research focus in the field.However , the corrosion rate of magnesium and its alloys is faster,which severely restrict its clinical application.So the development of high strength, high toughness, high corrosion resistance and controllable degradation behavior of high performance magnesium alloys is bining with nearly five years of accumulation of medical research data about corrosion and protection of the magnesium alloy which is made by researchers , on which this paper summarizes the latest research progress of magnesium and its alloys was introduced in detail, such as the advantages and disadvantages of biomedical materials, corrosion mechanism, characterization of corrosion and corrosion protection technology research, and to some extent, the analysis of the problems need to be solved in the development of future medical magnesium alloys and the future development direction.Key Words:magnesium alloys ; biomedical;corrosion ;protection文献综述作为材料的一个重要分支，生物医用材料(Biomedicalmaterials)的发展和应用关系到人类的生命健康和社会文明的进步，正吸引着越来越多的关注。
生物医用材料又称生物材料(Biomaterials)，它是指一类应用于人体的诊断和治疗，在生物体生理系统控制下部分或完全替代生物体某一复杂生理功能的物质。
如图1-1所示，目前生物医用材料已经广泛应用于人体的治疗和诊断:除脑组织和大部分内分泌系统之外，人体的绝大多数器官或组织都可以采用生物医用材料进行功能性替代[1]。
图1-1生物材料在人体中的应用Fig.1-1 Application of biomaterials in humanbod目前，镁合金作为医用植入材料，与现有已经进入临床使用的医用金属材料相比，具有以下的优势[2]: 良好的生物相容性；可在体内降解，无需二次手术；与人骨的密度、力学性能相近，避免了应力遮挡效应。
不过镁合金较差的耐腐蚀性限制了它的应用和发展。
并且迄今为止，将镁及镁合金应用于骨科医疗领域已经有很长历史。
生物医用镁合金在最近几年更成为了研究热点。
1镁合金在生理环境的腐蚀机理镁及镁合金作为可降解植入材料在生物环境下发生的腐蚀主要可以分为以下几种[1]。
1.1点腐蚀镁合金的腐蚀一般会从基相开始，且表现为点腐蚀，即使是单相镁，在外加极作用下，发生腐蚀的主要形式仍为局部腐蚀。
一般情况下，镁合金在中性或碱性溶液中较易发生点腐蚀，而重金属污染物则会加快其点腐蚀过程。
1.2晶间腐蚀镁及镁合金能够抵御严重晶间腐蚀的发生，晶间腐蚀一般不会形成渗入粒内部的腐蚀形态。
这是由于大部分镁合金中的第二相分布于晶界，它们相对于合金中的α基相是相对稳定而不腐蚀的。
镁合金的晶间腐蚀，一般发生在基相的晶粒靠近周边处。
1.3应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂(SCC)是由拉应力与特定的介质环境的联合作用引起的，在大多数水溶液环境中，纯镁加载到屈服强度时不发生应力腐蚀开裂。
但应力腐蚀开在含AL的镁合金中较易发生。
应力腐蚀开裂的敏感性与镁合金的合金成分关系密切:若镁合金中同时含有Al和Zn，则合金具有较高的应力腐蚀敏感性;对于含Al量低的镁合金，如AZ31的应力腐蚀开裂敏感性相对较低;合金中的Al含量越高，则应力腐蚀开裂越容易发生。
1.4电偶腐蚀镁的电极电位很低，为2.34V(相对于标准氢电极电位)，镁与阴极相接触时，非常容易发生电偶腐蚀。
如图1-2所示，阴极相可以是在电解液中与镁接触的其它具有较高电极电位的金属，也有可能是镁合金内部的第二相或杂质。
图1-2(a)外部电偶腐蚀;(b)内部电偶腐蚀通常情况下，合金内部的析出相或杂质会以金属间化合物的形式存在，这些金属间化合物一般具有相对于镁合金基相较高的电极电位，会以阴极相的形式存在，这时与镁合金中的α基相就会成为合金内部微电池的阳极。
如果镁合金内部阴极的活性很强，则会对α基相产生强烈的阳极极化作用，导致腐蚀的加速。
由此可见，控制冶金因素，尽量避免合金内部较高活性阴极相的产生，可有效提高镁合金的耐蚀性能。
研究表明，镁及镁合金在体液中主要以局部腐蚀为主，由于氯离子引发镁金属点蚀的临界浓度为2×10-3～2×10-2mol/L，而体液中Cl－的浓度超过了这一临界值，所以在人体内富含Cl－的腐蚀介质中镁腐蚀降解的更快，会发生严重的点蚀。
2 镁合金在生理环境的腐蚀的表征技术目前，不少研究人员选用将医用镁合金植入兔子体类进行研究，但该方法无法直观的观测镁合金的腐蚀过程。
针对上述生物医用镁合金体外腐蚀表征的窘境，曾荣昌[3]设计了一种模拟人体环境的新型腐蚀表征装置，研究了多因素综合对Mg-Li合金及其PLA涂层腐蚀动力学的影响，构建了合金微观组织、溶液介质和涂层微结构之间的数理关系，为生物医用镁合金腐蚀表征提供了新的研究思路。
此外为了更直观的观测镁合金的腐蚀过程，哈尔滨工程大学的黄小梅[4]等人亦采用电化学方法研究镁合金在模拟人体体液(Hank模拟液)中的腐蚀行为。
3 镁合金在生理环境的腐蚀的防护3.1镁合金的提纯镁合金材料中的杂质元素，如Fe、Ni、Cu、Co等，影响镁合金的耐腐蚀性能（主要是由于杂质元素在镁合金机体中作为阴极相，促进微电偶电池的形成，加速机体电化学腐蚀从而降低了镁合金的耐腐蚀性能），而且对人体也产生损害。
Hanawalt等发现镁合金对各种杂质元素都有“容许极限”，只要将杂质含量降低到极限浓度之下就对镁合金的腐蚀性能几乎没有影响。
Peng等[5]研究证实：高纯镁合金比普通镁合金有更好的耐腐蚀性能和机械性能。
因此控制镁合金中这些有害元素的含量在允许的极限以下，选用高纯的镁合金原料，改善熔炼工艺，控制熔炼过程中的杂质含量有利于提高生物医用镁合金的的耐腐蚀性[6]。
3.2 镁合金的合金化添加合金元素是提高镁合金耐蚀性和机械性能的基本方法，研究表明镁-稀土元素合金不但可以增进合金的耐蚀性和力学性能，同时还有利于提高合金的抗凝血和医学上能接受的细胞毒性。
但当这些材料应用于体内时，必须注意选择无毒的合金元素。
比如Ca元素和低毒的稀土元素亦是镁合金理想的合金化元素。
Ca元素人体的基本元素，能够与K、Na等元素一起调节人体神经和肌肉的活动，Ca也是人体骨骼的主要成分，适量的Ca可以提高镁合金的耐腐蚀性。
稀土元素的低微合金化是开发耐腐蚀生物医用镁合金的一个重要方向，很多稀土元素具有较低的毒性，可以用来提高镁合金的耐腐蚀性，研究表明适量稀土元素的加入，不但可以有效提高镁合金的耐腐蚀性能、力学性能以及生物相容性，让生物医用镁合金均匀缓慢的降解，而且还有利于提高生物植入体的抗凝血行为[7]。
上海交通大学[8]开发的新型Mg-Nd-Zn-Zr 稀土镁合金是一种高耐蚀，同时具有良好生物相容性和力学特性的合金材料。
耐腐蚀性能指标：标准盐雾实验腐蚀速率为0.25mm/a，是迄今公开报道的耐Cl－腐蚀性能最好的镁合金，并且不含毒元素。
对于该镁合金的动物体内实验及体外实验，我们目前正在研究中。
3.3表面处理表面处理是生物材料领域提高材料生物相容性和耐腐蚀性的最重要的方法，通过表面处理，可以改变材料表面形貌，结构以及特性。
研究表明，表面改性技术能够有效改善生物医用镁合金的耐腐蚀性能，而且一定程度上可以提高其生物相容性[9]。
张晓等人认为综合运用表面改性技术和生物医学技术在镁合金表面植入具有细胞功能的膜层结构，解决耐蚀性能的同时最大程度减小人体排斥，以真正实现生物镁合金的应用[10]。
此外，在镁合金的表面构建生物活性涂层，可以提高镁合金的生物相容性，促进植入材料与骨组织之间形成直接的化学键性结合，有利于植入镁合金期的稳定，延缓镁合金基体在体内的腐蚀以及降解速率。
目前使用的表面涂层材料主要为生活活性陶瓷、生物活性高分子材料、阳极氧化膜和化学转化膜，此外金属镀层和惰性生物陶瓷涂层等也有一定的发展。
迄今为止，医用镁合金表面处理的主要方法有：化学转化膜，有机膜，电沉积和微弧氧化等。
（1）化学转化膜化学转化膜是通过化学处理在在镁合金的表面产生一薄层的稀土转化膜，磷酸盐膜，氟化镁或其它与表面化学结合的化合物。
Xu[11]等报道在Mg-Mn-Zn 合金表面经磷酸盐处理后产生了一种磷酸氢钙膜，该膜明显降低了Mg在模拟体液﹙SBF﹚中的降解，而且提高了该合金的表面生物相容性，因为磷酸氢钙膜不仅能转变产生羟基磷灰石﹙HA﹚而且还能释放磷酸根离子中和由于镁合金的腐蚀所产生的碱性效应。