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镁及镁合金材料因具有与人体骨骼相近的机械力学性能,良好的生物相容性,以及在植入体内可实现完全自主生物降解等特性,使其作为生物植入材料的应用极具发展潜力。但是,镁及镁合金在人体生理环境中的耐磨耐蚀性较差、生物活性一般,严重阻碍了其在医疗体系上进一步的扩展。因此,如何提高生物镁及镁合金植入材料的部分力学性能、耐腐蚀性能以及生物活性成为其进一步开发应用的一个关键点。机械喷丸处理工艺与冷喷涂工艺因其优异的工艺特点,广泛用于改善镁及镁合金性能研究。此外,Zn的电负性比Mg高,也是人体必需的元素之一,羟基磷灰石(HA)是一种具有良好的生物相容性和生物活性(骨诱导性)的生物陶瓷材料。本文采用最佳喷丸工艺对铸造态AZ91D镁合金进行强化处理(获得SPAZ91D),再冷喷涂纯Zn涂层(获得SPAZ91D-Zn),进一步使用最佳喷丸工艺(获得SPAZ91D-SPZn),最后在其表面冷喷涂上一层HA/Zn的复合涂层。运用不同参数下的机械喷丸处理工艺对铸造态AZ91D镁合金进行强化处理,探究不同喷丸气体压力、喷丸处理时间和喷丸轰击距离参数对强化后试样性能的影响。可以发现:喷丸轰击距离参数的改变相对喷丸气体压力和喷丸处理时间对工艺的影响要小,机械喷丸处理后的AZ91D镁合金试样的机械力学性能大幅度上升,最表层显微硬度提高至2.0倍左右,摩擦磨损性能上升到1.5倍左右,不过其耐腐蚀性能出现恶化。对铸造态AZ91D镁合金的机械喷丸处理工艺优化后的参数为:喷丸气体压力0.2MPa、喷丸处理时间10min、喷丸轰击距离80mm,最佳喷丸强化后的试样简称SPAZ91D试样。对Zn粉末进行冷喷涂测速试验,选取最优的冷喷涂工艺在SPAZ91D试样上喷涂出纯Zn涂层,发现其抗腐蚀能力大幅度上升。运用不同参数下的机械喷丸处理工艺对SPAZ91D-Zn试样进行强化处理,探究不同喷丸气体压力和不同喷丸处理时间对Zn涂层性能的影响。可以发现:机械喷丸处理后的Zn涂层机械力学性能有所上升,最表层显微硬度提高至1.5倍左右,其耐腐蚀性能进一步上升,自腐蚀电流降低至原始AZ91D镁合金的1/3。对Zn涂层的机械喷丸处理工艺优化后的参数为:喷丸气体压力0.15MPa、喷丸处理时间10min、喷丸轰击距离80mm,最佳喷丸强化后的试样简称SPAZ91D-SPZn试样。此外,对四种试样进行浸泡析氢实验,对比其在模拟体液的抗腐蚀能力,整体腐蚀速率按大小排序为 SPAZ91D>AZ91D>SPAZ91 D-Zn>SPAZ91 D-SPZn。对 100wt.%HA/Zn(简写为 HA)、70wt.%HA/Zn(简写为 H7Z3)、30wt.%HA/Zn(简写为H3Z7)三种复合粉末进行冷喷涂测速试验,分别选取最优的冷喷涂工艺在SPAZ91D-SPZn试样上喷涂出HA/Zn的复合涂层。可以发现:Zn-H3Z7双涂层的抗腐蚀性能有轻微上升,Zn-HA及Zn-H3Z7双涂层的抗腐蚀能力稍微下降。此外,HA及HA/Zn复合涂层在模拟体液浸泡过程中均有良好的磷灰石生成能力,呈现出良好的生物活性及相容性。