rczeng的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/rczeng

博文

镁合金腐蚀研究进展(82)——Mg-4Li-1Ca在葡萄糖和牛血清白蛋白中的剥蚀

已有 751 次阅读 2024-1-29 13:05 |个人分类:科研进展|系统分类:科研笔记

    挤压态Mg-4Li-1Ca合金微观结构具有明显的织构和残余应力,阳极型Mg2Ca第二相沿挤压方向的晶界呈片状分布。这种片状分布有利于Mg2Ca沿晶界优先腐蚀,为剥蚀创造了条件。此外,合金残余应力也加速了剥蚀的发生。

    Mg-4Li-1Ca合金在Hank's溶液中浸泡30天后出现剥蚀。随着葡萄糖浓度的增加,浸泡时间越长,剥蚀现象越严重。这是因为葡萄糖在溶液中会转变成葡萄糖酸,葡萄糖酸可以络合Mg2+,还可以促进Cl-离子的富集。Cl-离子可以腐蚀合金表面的Mg(OH)2(Ksp=9.628×10-4),生成可溶性MgCl2(Ksp=54.6),导致表面膜层破裂,导致了合金的进一步腐蚀。并且Mg2Ca作为阳极相,会优先发生腐蚀。因此,在Hank's溶液中葡萄糖浓度越高,剥落腐蚀越严重。

    加入白蛋白使Mg-4Li-1Ca合金的腐蚀更均匀,原因是白蛋白会优先吸附在镁合金上,形成一层致密的保护膜,防止侵蚀性离子的腐蚀(如Cl-)。在含白蛋白的Hank's溶液浸泡直到120天后才开始发生剥落腐蚀现象。剥落腐蚀的程度随着葡萄糖含量的增加而减小,主要是因为葡萄糖促进了白蛋白在镁合金表面的吸附,抑制了剥落腐蚀的发生。

    荧光标记显示,葡萄糖酸和蛋白质主要吸附在第二相上。这是因为Mg2Ca作为阳极相,优先被腐蚀。腐蚀过程中产生的Mg2+和Ca2+与葡萄糖酸中的羧基以及蛋白质中的羧基和氨基相互作用,产生螯合和静电吸附。葡萄糖酸和蛋白质共存与镁表面螯合吸附后,在Mg-4Li-1Ca表面形成一层致密的保护膜,使腐蚀从点蚀转变为均匀腐蚀。腐蚀产物主要为MgCO3、Ca(H2PO4)2·H2O、Mg(OH)2以及葡萄糖和蛋白质与镁的络合物。

    本研究阐明了挤压态Mg-4Li-1Ca合金在Hank's溶液中葡萄糖浓度及其与牛血清白蛋白耦合作用下的剥蚀机理,为了解Mg-4Li-1Ca合金的微观结构特征和模拟人体环境中的腐蚀行为提供了新的见解,丰富了生物医用镁合金腐蚀类型。

    该文章“Exfoliation of an extruded Mg-4Li-1Ca alloy in presence of glucose and bovine serum albumin”发表在《npj materials degradation》2024年第8卷第8篇(https://doi.org/10.1038/s41529-024-00425-1)。项目受到国家自然科学基金面上基金资助(52071191)。第一作者为山东科技大学硕士研究生蔡磊(现为西安交通大学博士研究生),通讯作者为山东科技大学曾荣昌教授。



https://m.sciencenet.cn/blog-114283-1419779.html

上一篇:五律 无题
下一篇:课题组镁/铝合金表面水滑石(LDH)涂层论文目录

1 郑永军

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-5-22 12:59

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部