镁合金表面谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸诱导Ca–P涂层耐蚀性能比较

摘要：

目的 细化Ca–P涂层晶粒,提高其致密性、耐蚀性,得到氨基酸等电点(Isoelectric point,pI)的作用及生物矿化机制.方法 选取谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸,通过60℃水浴,在AZ31镁合金表面制备无氨基酸和3种氨基酸Ca–P涂层,即丙氨酸Ca–P涂层(Ca–PAla)、谷氨酸Ca–P涂层(Ca–PGlu)、天冬氨酸Ca–P涂层(Ca–PAsp).采用高分辨扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对涂层的微观形貌及成分进行表征分析;通过电化学极化、交流阻抗(EIS)及析氢实验探究涂层在Hank's人体模拟体液中的耐蚀性能.结果 Ca–P、Ca–PAla、Ca–PGlu、Ca–PAsp涂层的厚度分别为(8.46±0.43)、(14.39±0.96)、(8.48±0.16)、(10.07±0.94)μm.涂层的主要组成物相为透钙磷灰石(CaHPO4·2H2O,DCPD)、羟基磷灰石(HA)、缺钙羟基磷灰石(CDHA).电化学和析氢实验结果表明,氨基酸提高了镁合金Ca–P涂层的耐蚀性.根据自腐蚀电流密度Jcorr的大小,样品可按以下顺序排列,镁合金AZ31(1.47×10–4 A/cm2)>Ca–P(4.03×10–6 A/cm2)>Ca–PGlu(2.71×10–6 A/cm2)>Ca–PASP(8.10×10–7 A/cm2)>Ca–PAla(3.70×10–7 A/cm2).结论 在3种氨基酸中,丙氨酸促进成核过程最明显、涂层最厚,且耐蚀性最好.最后,讨论了镁合金表面氨基酸等电点对生物矿化成膜厚度、耐蚀性能的影响机制.

关键词：镁合金、涂层、氨基酸、耐蚀性能、生物材料、降解、生物矿化

所属期刊栏目：52

分类号：TG174(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金52071191

在线出版日期：2023-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：210-222