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金属学报    DOI: 10.11900/0412.1961.2025.00132
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生物可降解Fe-Mn-C合金表面Mo涂层的制备及其性能

刘 月1, 2  刘继辉3  鞠容晖3  臧培卓3  王青川2  谭丽丽2

1 中国科学技术大学 材料科学与工程学院  沈阳 110016

2 中国科学院金属研究所  沈阳 110016

3 辽宁省人民医院  沈阳 110016

Preparation and Properties of Mo Coating on the Surface of Biodegradable Fe–Mn–C Alloy

LIU Yue 1,2, LIU Jihui3, JU Ronghui3, ZANG Peizhuo3, WANG Qingchuan2, TAN Lili2

1 School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Shenyang 110016, China

2 Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China

3 The People’s Hospital of Liaoning Province, Shenyang 110016, China

引用本文:

刘月 刘继辉 鞠容晖 臧培卓 王青川 谭丽丽. 生物可降解Fe-Mn-C合金表面Mo涂层的制备及其性能[J]. 金属学报, 10.11900/0412.1961.2025.00132.

全文: PDF(4204 KB)  
摘要: 
为了解决在可降解支架应用中铁合金降解速率过慢的关键性问题,本工作在Fe-Mn-C合金表面通过直流电沉积的方式制备出可降解Mo涂层,以实现铁合金的加速降解,详细研究了沉积参数对Mo涂层微观结构、降解性能和血液相容性的影响。结果表明,随沉积时间和电流密度增大,Mo涂层的厚度和析氢效率增加,导致涂层表面微裂纹、气孔等缺陷尺寸增大。电化学和离子溶出结果表明,Mo涂层显著加速了铁合金的降解,降解速率随沉积时间和电流密度的增大而增大。沉积Mo涂层的铁合金,其降解过程是主要受电位差驱动的电偶腐蚀机制主导,导致基体阳极溶解速率显著提高。涂层的表面缺陷为腐蚀介质提供扩散通道使得涂层缺陷处和基体/涂层界面处优先发生局部腐蚀;涂层的溶解减少了腐蚀产物的沉积,进一步加速了基体腐蚀。此外,Mo涂层独特的微观结构可有效抑制血小板黏附,表现出良好的血液相容性。
关键词 Fe-Mn-C合金电沉积可降解Mo涂层降解性能    
Abstract
为了解决在可降解支架应用中铁合金降解速率过慢的关键性问题,本工作在Fe-Mn-C合金表面通过直流电沉积的方式制备出可降解Mo涂层,以实现铁合金的加速降解,详细研究了沉积参数对Mo涂层微观结构、降解性能和血液相容性的影响。结果表明,随沉积时间和电流密度增大,Mo涂层的厚度和析氢效率增加,导致涂层表面微裂纹、气孔等缺陷尺寸增大。电化学和离子溶出结果表明,Mo涂层显著加速了铁合金的降解,降解速率随沉积时间和电流密度的增大而增大。沉积Mo涂层的铁合金,其降解过程是主要受电位差驱动的电偶腐蚀机制主导,导致基体阳极溶解速率显著提高。涂层的表面缺陷为腐蚀介质提供扩散通道使得涂层缺陷处和基体/涂层界面处优先发生局部腐蚀;涂层的溶解减少了腐蚀产物的沉积,进一步加速了基体腐蚀。此外,Mo涂层独特的微观结构可有效抑制血小板黏附,表现出良好的血液相容性。
Key wordsFe-Mn-C alloy    Electrodeposition    Degradable Mo coating    Degradable properties
收稿日期: 2025-05-14     
基金资助:国家重点研发计划项目;沈阳市科学技术计划项目公共卫生研发专项(医工结合协同创新研究项目);国家自然科学基金项目
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