【正文】 二 相與基體的界面上，在韌窩內(nèi)可以看到第二相的存在，這些第二相是微孔形成的核心，韌窩斷口就是微孔開裂后繼續(xù)長(zhǎng)大和連接的結(jié)果。 圖 不同狀態(tài)合金的應(yīng)力 應(yīng)變曲線 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁(yè) 為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)不同狀態(tài)合金的塑韌性，對(duì)拉伸試樣斷口的微觀形貌進(jìn)行了分析，如圖 所示。對(duì)往復(fù)擠壓態(tài)合金進(jìn)行能譜分析，如圖 所示：圖中可以看出： Zn 和 Nd 可能形成 NdZn 相，其余的 Zn 原子可能與 Y 和 Mg 原子結(jié)合生成了多元相。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁(yè) 掃描電鏡及能譜分析 圖 （ a）、（ b）為正擠壓、往復(fù)擠壓態(tài)合金的掃描照片，反應(yīng)了合金內(nèi)部第二相的分布情況。當(dāng)擠壓溫度較高（ 320℃ ）時(shí)，如圖 （ a）所示，大晶粒周圍被發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的小晶粒所包圍，由于擠壓過(guò)程時(shí)間較短，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒來(lái)不及長(zhǎng)大完全，因此擠壓后合金的顯微組織 不均勻。從圖中測(cè)量到三種擠壓工藝的晶粒尺寸大小分別為 15um、 20um、 1um。往復(fù)擠壓工藝工藝均屬于大塑性變形工藝，合金在擠壓過(guò)程中內(nèi)部晶粒破碎，在較低溫度下不容易長(zhǎng)大，因而能夠獲得細(xì)小均勻的等軸晶組織；為 MgZnY Nd 合金后續(xù)加工成血管支架成品打下基礎(chǔ)。通常做為血管支架用材料，其力學(xué)性能需要滿足：抗拉強(qiáng)度不低于 250MPa，延伸率不小于 15%。 本文將浸泡一定時(shí)間后的試樣取出后烘干水分，然后在表面鍍金后利用掃描電子顯微鏡下觀察合金的腐蝕形貌，通過(guò) EDS 分析腐蝕產(chǎn)物的元素含量，從而定性的判斷腐蝕產(chǎn)物的類型。滴加過(guò)程中用玻璃棒充分?jǐn)嚢枋谷芤夯旌暇鶆?，并? pH 計(jì)測(cè)定其在室溫狀態(tài)下的 pH 值，待其穩(wěn)定到 時(shí)停止添加，配制完成。腐蝕性能測(cè)試均在模擬體液中（ SBF）進(jìn)行選取的 SBF 其理化環(huán)境與人體血漿的基本相同，其所需試劑的具體成分和含量如表 所示： 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 11 頁(yè) 其中在溶液配制過(guò)程中試劑的添加順序應(yīng)嚴(yán)格按照表 所示的序號(hào)依次加入，在上一添加試劑完全溶解后方可繼續(xù)添加下一種試劑。通過(guò)前面的論述可知，正擠壓、往復(fù)擠壓工藝和等通道轉(zhuǎn)角工藝加工的合金，力學(xué)性能都得到了明顯改善，可以滿足 血管支架材料的力學(xué)性能要求。 目 的：對(duì)正擠壓、往復(fù)擠壓態(tài)的合金中組織、相和第二相的元素組成進(jìn)行分析，觀察不同加工工 藝條件下合金的組織和第二相的形貌及其分布。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁(yè) （ 5）拍照 采用 Olympus H2UMA 型金相采集系統(tǒng)，對(duì)試樣進(jìn)行顯微組織觀察、采集照片。 （ 3）拋光 采用粒度為 金剛石拋光膏進(jìn)行拋光，以獲得光亮鏡面為準(zhǔn)。 （ 1）制樣 取樣時(shí)應(yīng)盡可能避開有缺陷的部位，取樣結(jié)束后進(jìn)行冷鑲。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 組織觀察：光學(xué)金相顯微鏡（ OM）、掃描電鏡 (SEM)及能譜分析 (EDS)等； 腐蝕性能測(cè)試：配制 SBF 溶液所需試劑、電子天平、電化學(xué)工作站、鉑電極、飽和甘汞參比電極、 pH 計(jì)、恒溫箱等輔助器材。 本次的研究?jī)?nèi)容 及技術(shù)路線 研究?jī)?nèi)容 本次選取 MgZnY Nd 合金作為研究對(duì)象，采用金相分析、掃描電鏡及能譜分析、電化學(xué)方法、析氫實(shí)驗(yàn)等分析方法，研究了正擠壓和往復(fù)擠壓對(duì) MgZnY Nd 合金顯微組織、力學(xué)性能及體外腐蝕性能的影響，為 MgZnY Nd 合金用于血管支架材料的加工工藝提供了依據(jù)。 目前，往復(fù)擠壓技術(shù)的研究還處于初期階段，材料經(jīng)過(guò)往復(fù)擠壓后，內(nèi)部的組織演變、細(xì)化機(jī)制等關(guān)鍵問(wèn)題還存在很多爭(zhēng)議。西安理工大學(xué)將快速凝固 MgZnY 合金薄帶經(jīng)過(guò)往復(fù)擠壓工藝獲得塊體材料，其綜合性能較好，不但強(qiáng)韌性得到提高，耐疲勞性能也得到了改善。 ShihWei Lee 等人將往復(fù)擠壓工藝應(yīng)用于 Mg15Al1Zn 鎂合金，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)往復(fù)擠壓加工的鎂合金性能超過(guò)了其它傳統(tǒng)鎂合金。 等人對(duì) 202707 Al12wt%Si 等合金往復(fù)擠壓后的組織及第二相的分布形態(tài)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，往復(fù)擠壓可以有效細(xì)化晶粒、第二相以及夾雜物等，并且能夠使第二相重新在基體中均勻分布，獲得具有強(qiáng)韌性 良好的鋁合金，認(rèn)為細(xì)化原因可能是再結(jié)晶細(xì)化和第二相破碎的細(xì)化結(jié)果。變形溫度越低，應(yīng)變速率越大，再結(jié)晶晶粒尺寸越??；反之，變形溫度越高，應(yīng)變速率越低，再結(jié)晶晶粒尺寸越大。 一般而言，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的尺寸由 Z 參數(shù)決定，公式如下 [12]： 式中： A 為常數(shù)； d 為動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸； m 為晶粒尺寸指數(shù)； 為應(yīng)變速率；Q 為擴(kuò)散激活能； R 為摩爾氣體常數(shù)； T 為絕對(duì)溫度。同時(shí)，溶質(zhì)原子的加入通常能降低層錯(cuò)能 使擴(kuò)展位錯(cuò)變寬，使交滑移、攀移困難，使動(dòng)態(tài)回復(fù)更加困難，進(jìn)一步增加了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的可能性。 [song] 由于 Mg 的層錯(cuò)能較低，位錯(cuò)難于從位錯(cuò)網(wǎng)中解脫，也難于通過(guò)交滑移和攀移相 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁(yè) 互抵消。由于擠壓反向時(shí)存在短暫的停留，材料還可能發(fā)生部分靜態(tài)再結(jié)晶。宋佩維認(rèn)為在往復(fù)擠壓過(guò)程中，應(yīng)變的不可逆性使得應(yīng)變具有累積效應(yīng)。大量位錯(cuò)的產(chǎn)生及快速運(yùn)動(dòng)有利于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的形核與長(zhǎng)大。 往復(fù)擠壓的晶粒細(xì)化機(jī)制 合金變形過(guò)程中組織的演化主要通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)或晶界遷移導(dǎo)致晶粒長(zhǎng)大。往復(fù)擠壓加工過(guò)程如圖 2 所示 , 試樣首先在上沖頭的作用下發(fā)生擠壓變形 , 通過(guò)緊縮區(qū)后又在下沖頭的作用下發(fā)生鐓粗變形 , 完全通過(guò)緊縮區(qū)后 ,下沖頭將試樣按上述過(guò)程反向壓回 , 直至完成一個(gè)循環(huán) , 經(jīng)過(guò)多個(gè)循環(huán)產(chǎn)生很大的累積應(yīng)變量后 , 就可以得到均勻的超細(xì)晶組織。 往復(fù)擠壓工藝 往復(fù)擠壓的特點(diǎn) 鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、比彈性模量高、導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽效果佳和易回收等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天和汽車等領(lǐng)域正得到日益廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，生物可降解鎂合金血管支架與 316L 不銹鋼等其它不可降解生物材料相比，具有很多優(yōu)勢(shì) [1214]：首先，鎂合金血管支架植入體內(nèi)后可以完全降解，而不可降解類支架植入到病變部位以后，在一定的時(shí)間內(nèi)起到了疏通血管的作用，但同時(shí)支架也會(huì)最為異物長(zhǎng)期存在，有引起炎癥反應(yīng)和血管再狹窄的風(fēng)險(xiǎn)，必須進(jìn)行二次手術(shù)將支架取出；其次，鎂合金具有適合的強(qiáng)度，制成血管支架后可以使支架 具有合適的支撐強(qiáng)度，解決了傳統(tǒng)高分子材料作為血管支架強(qiáng)度不足的問(wèn)題；鎂合金 作為血管支架的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其良好的生物相容性，內(nèi)合金支架尺寸微小，降解過(guò)程中釋放出的少量的鎂離子對(duì)人體無(wú)害，反而可以補(bǔ)充人體各項(xiàng)機(jī)能所必須的鎂元素；同時(shí)，內(nèi)合金支架植入后可以疏通血管，改善血管的自然順應(yīng)性。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁(yè) 鎂腐蝕后釋放出的鎂離子是生物體內(nèi)所必需的微量元素，因此，鎂及鎂合金作為生物可降解材料，收到了越來(lái)越多的關(guān)注。 經(jīng)過(guò)兩步等通道轉(zhuǎn)角擠壓處理后的 ZM21 合金成功得到了晶粒尺寸約為 500nm 的均勻等軸晶結(jié)構(gòu)，與初始的粗晶粒相比，保持著良好的塑韌性的同時(shí)， 屈服強(qiáng)度從 180MPa 增加到 340MPa 時(shí)。特別是隨著大塑性變形技術(shù)的快速發(fā)展，利用大塑性變形技術(shù)獲得的亞微米級(jí)別的超細(xì)晶組織（ UFG）展現(xiàn)了良好的力學(xué)性能和腐蝕性能。因此鎂合金是最具有前景的可降解血管支架材料 [9]。 鎂合金經(jīng)大塑性變形后作為血管材料支架的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 傳統(tǒng)血管支架的主要缺點(diǎn)是有較高的再狹窄風(fēng)險(xiǎn)，支架在完成支撐任務(wù)后能夠自行消失。支架植入到動(dòng)物體內(nèi)一個(gè)月后，經(jīng) X 射線顯示，支架形態(tài)完整，擴(kuò)張作用完全； 2 個(gè)月后，支架發(fā)生部分降解，支撐作用逐漸消失； 4 個(gè)月后，血管支架完全降解。在 17 屆國(guó)際血管治療研討會(huì)上，比利時(shí)醫(yī)生 Deloose 對(duì)一種用鎂合金制作的外周血管支架做了報(bào)告，結(jié)果表明鎂合金直接在有效改善閉塞血管再通率的同時(shí)降低了血管再狹窄率 [8]。同時(shí)， 鎂合金支架的力學(xué)特性和可降解性能對(duì)于先天性封閉的左肺動(dòng)脈的再灌住是安全可行的。本文主要對(duì)其中的往復(fù)擠壓工藝和等通道角擠壓工藝展開介紹。m 以下，獲得顯微組織均勻的超細(xì)晶組織，同時(shí)還能夠?qū)⒑辖饍?nèi)部的增強(qiáng)相充分破碎，并且均勻分布，顯著提高了材料的力學(xué)性能。往復(fù)擠壓技術(shù)（ Cyclic Extrusion Compress,CEC）、等通道擠壓（ Equal Channel Angular Pressing,ECAP）、高壓扭轉(zhuǎn)技術(shù)（ High pressure Torion,HPT）是比較傳統(tǒng)的大塑性變形工藝，除此之外， 還有一些新的 SPD 技術(shù)，如扭曲擠壓（ Twist Extrusion,TE）、剪切擠壓（ Simple Shear Extrusion,SSE ）和雙向等徑角擠壓（ Dual Equal ChannelLateral Extrusion,DECLE）等技術(shù)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鎂合金支架耐蝕性較差，在體內(nèi)降解速率過(guò)快。其降解釋放的鎂離子相比于人體內(nèi)鎂離子濃度 ( 0. 7～ 1. 0 mol /L) 可以忽略不計(jì)，對(duì)人體無(wú)毒性。 隨著生物醫(yī)用可降解材料研究的不斷深入與發(fā)展，由于鎂基合金具有良好的生物相容性、生物可降解性以及力學(xué)性能，逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注。在臨床應(yīng)用中人們希望該金屬 血管支架能夠在血管功能重建的過(guò)程中逐漸降解，最后被人體完全吸收。除了術(shù)后再狹窄，這些不可降解的惰性金屬支架還能夠產(chǎn)生內(nèi)皮功能紊亂、凝血、慢性炎癥、血管與支架機(jī)械性能不匹配等生物相容性問(wèn)題，這在