医用镁合金表面阳极氧化/茶多酚复合转化层耐腐蚀性能研究

作     者：李浩 张皓 申孝龙 李栋梁 杨成 LI Hao;ZHANG Hao;SHEN Xiao-long;LI Dong-liang;YANG Cheng

作者机构：攀枝花学院钒钛学院四川攀枝花610000 攀枝花学院生物与化工学院四川攀枝花610000 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第1期

页      面：196-205页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 080503[工学-材料加工工程] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52101286) 四川省自然科学基金项目(2022NSFSC2011) 国家级大学生创新创业训练计划项目(202011360001)。 

主　　题：镁合金 医用材料 阳极氧化 EGCG 耐腐蚀能力 

摘      要：目的在AZ31镁合金表面制备阳极氧化/茶多酚复合转化层,解决医用镁合金在植入环境中降解过快、易导致炎症等问题。方法使用阳极氧化法在镁合金表面构建阳极氧化(Anodization)层,之后在阳极氧化层上通过浸泡法制备多酚转化层,得到复合转化层,多酚选择表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)。通过SEM、EDS、XRD、FTIR和XPS对转化层的表面形貌、成分结构进行分析,利用极化曲线、电化学阻抗谱、长期浸泡试验评价转化层的耐腐蚀行为。结果阳极氧化层内层致密,外层多孔,主要成分为MgO和MgSiO_(3)。在阳极氧化层表面构建EGCG转化层形成复合层后,外层孔洞被填补,且FTIR图谱中出现了EGCG的特征峰。电化学评价结果显示,与AZ31相比,复合转化层的自腐蚀电流密度降低了约2个数量级,高频容抗弧半径显著增大,等效电路模拟后所得极化电阻(R_(p))为179.425 kΩ·cm^(2),远大于裸材。长期浸泡试验结果显示,复合层可明显控制浸泡过程中溶液p H值的增加,且明显低于其他对照组。浸泡160 h后,表面腐蚀产物最少,具有良好的耐腐蚀性能。结论采用阳极氧化法和浸泡法在AZ31镁合金表面成功制备了阳极氧化/茶多酚复合层,明显提高了镁基底的耐蚀性能。选用的EGCG来源绿色、价格低廉,且具有抗氧化、抗炎等多重功效,为医用镁合金表面改性提供了一种新方案。