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艾因斯

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[交流] 通过氧化钽Ta2O5进行表面改性以提高镁合金耐腐蚀性

镁（Mg）及其合金因其优异的比强度、良好的弹性模块、生物相容性、力学性能、优异的振动和减震性能以及丰富的资源等性能而受到生物医学行业的广泛关注。Mg是最轻的结构金属，密度较低为1.74g/cm，而铝为2.7g/cm，钛为4.5g/cm。此外，Mg提供更接近天然骨骼的弹性模量和压缩屈服强度。然而，Mg和Mg 合金较差的耐腐蚀性、耐磨性和抗蠕变性限制了其在生物医学应用中的性能。

Mg合金具有快速的腐蚀速率，除了具有高化学活性外，Mg合金的其他一些缺点是在腐蚀过程中形成的表面膜的耐腐蚀性差，尤其是在含有氯离子和氟离子的溶液中以及合金中相和杂质的影响。此外，Mg基合金在人体内的快速溶解使其与碱度丰富和降解产物分离等问题结合在一起。因此，必须控制或抑制Mg合金的快速降解。

为了通过机器锤击和抛光、合金化等离子体电解或微弧氧化、物理气相沉积、电沉积、溶胶-凝胶涂层等来提高Mg及其合金的耐腐蚀性，已经进行了大量研究。然而，所使用的技术和涂层材料尚未提供Mg合金在体内永久植入物中的应用。

钽(Ta) 以其出色的耐腐蚀性、生物相容性和用于骨科应用的诱人材料而闻名。氧化钽 (Ta2O5)具有良好的生物相容性、生物活性、优异的生物稳定性、低毒性、优异的硬度和耐磨性。然而块重Ta的比重高且成本极高，这限制了其应用。因此，人们一直在研究将其用作合金元素或涂层，而不是用作块状生物材料。

然而，二乙醇胺并未用于溶胶-凝胶法涂覆的氧化钽涂层中，有一些研究涉及钛及其合金上的Ta和Ta2O5。通过CVI化学气相沉积方法在Ti6Al4V合金上涂覆了纳米晶Ta涂层，可以看出Ta涂层表面为Ti合金样品提供了耐腐蚀性。使用溶胶-凝胶法在Ti表面涂布了Ta2O5 涂层。Ta2O5非晶层增强了腐蚀，并导致比未涂层的Ti表面更好的细胞粘附。已有关于Ta和Ta2O5涂层提高Ti及其合金的耐腐蚀性或耐磨性的报道。然而，只有少数对Ta2O5涂层应用于提高Mg或其合金的防腐性能。

本研究提出了一种通过Ta2O5进行表面改性以提高镁合金耐腐蚀性的新型方法。

研究采用浸涂法成功包覆了氧化钽和氧化钽与二乙醇胺溶胶-凝胶涂层的Mg合金基体，并通过表面粗糙度、SEM、EDS和XRD测量进行了验证。Ta2O5和DEA/Ta2O5涂层在提高Mg合金的耐腐蚀性方面具有巨大潜力。因此从研究中得到的推论可以列出如下：

— 通过在溶液中添加DEA，干燥过程中形成的裂纹也减少了。据观察，涂层更均匀、更致密。

— 观察到涂有含有DEA化学品的溶液的样品的涂层厚度低于涂有不含DEA 的溶液的样品。可以理解为获得较少开裂或未开裂的涂层比增加涂层厚度以减少腐蚀更为重要。

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