的耐蚀性能较差,很容易发生点蚀,在有Cl-存在的腐蚀环境中腐蚀速率更快,且在周围介质的pH值低于11.5时,镁合金在人体内的腐蚀会加快。人体内的pH值约为7.4,在手术后的人体代谢吸收过程中可能会引起人体内二级酸液过多症,使体内环境的pH值低于7.4,所以镁合金作为植入材料在体内会加速腐蚀。虽然镁是人体的常量元素,但吸收过量镁离子对人体也是有害的。
五、降低腐蚀速率的主要方法
⑴ 为了解决镁合金在生物环境中的腐蚀性问题，主要采用了表面改性的方法。通过表面改性，不仅可以提高每个进的耐腐蚀性能，降低生物降解速率，而且可以进一步提高其力学性能和表面生物活性，加快组织的愈合。表面改性方法有沉积法。等离子电解氧化法、微弧氧化和添加稀土元素法。主要的作用是在镁合金表面形成一层致密的氧化物保护层，从而阻止镁和氯离子反应。 ① 稀土转化膜对镁合金进行表面改性
近年来，因替代铬酸盐转化膜工艺而发展起来的稀土转化膜工艺不仅工艺参数少，成本低廉，无毒环保，而且能在短时间内对镁合金的耐蚀性能施主提高，因而备受青睐。在电偶腐蚀过程中，镁合金表面生成了含有稀土氧化物的腐蚀产物莫，抑制了腐蚀过程的进行，使合金在较宽的极化电位范围内表现出良好的钝化性，提高了合金的抗腐蚀性能。但是稀土转化膜在成膜过程中，稀土离子最初形核点往往是在金属基体的夹杂与裂缝出，因此形成的转化膜薄厚不均且有微孔，该工艺用于处理医用镁合金还需要较多的改性与完善。 ②激光表面改性
激光表面改性技术具有对镁合金基体热影响小和易于实现自动化的优点, 一般可分为激熔凝处理、激光熔敷处理和激光表面合金化。利用两步法在镁合金表面激光熔覆合成Al一Zn涂层, 优化工艺参数, 涂层与基体形成良好的冶金结合面熔覆试样的腐蚀电流密度比未处理试样低3个数量级。对镁合金进行激光表面合金化处理, 在镁合金基体上成功获得单层或多层改性层该改性层规则、结合牢固、空隙和裂纹很少甚至没有, 提高了镁合金的耐腐蚀性。激光改性本身还有许多局限性如设备昂贵、不宜进行大面积处理、技术不成熟等。
⑵ 此外，还可以通过提高镁及镁合金的纯度来降低腐蚀速率，纯镁及镁合金
产生腐蚀的原因是相似的，一般是因为杂质和合金元素引入，使得活性很高的镁基体与杂质形成电偶腐蚀，但在大气环境中和水溶液中镁及镁合金的腐蚀过程略有差异，后者几乎为纯氢去极化过程，因此对氧的浓度不敏感。研究表明，在3%的NaCl溶液中，商业用纯镁的腐蚀速率是高纯镁的腐蚀速度的近100倍。用电解法生产的AZ91E在盐雾试验中的耐蚀性能比AZ91C精炼，减少铁、镍、铜的含量，镁-锆系的WE43与WE54盐雾试验的抗蚀性能比AZ91C大。事实上，镁及镁合金中很多杂质元素如铁、铜、镍都有一个纯度极限，当镁和镁合金基体中杂质的含量超过其纯度极限时，耐腐蚀性能将会急剧下降。加入铝对镁进行合金化有利于镁合金耐腐蚀性能的提高，但是过多的铝会导致蠕变性能降低，铝的加入会使镁的表面膜更为稳定，一定程度提高镁合金的耐蚀性。但其应用与医用材料会产生有毒离子，所以，要考虑其含量问题，尽可能避免应用于人体。 （3）表面氧化处理 微弧氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉积，是近年来兴起的一种表面处理新技术，突破传统阳极氧化技术工作电压的限制，将工作区域引到高压放电区，利用微弧区瞬间高温烧结作用直接在Al、Mg、Ti等非铁金属表面原位生长陶瓷膜。ZM5铸造镁合金微弧区熔融物凝固后形成MgO和MgAl2O4晶体相。微弧氧化初始阶段，氧化膜向外生长速度大于向内生长速度。氧化膜达到一定厚度后，样品外部尺寸不再增大，氧化膜完全转向基体内部生长，膜生长受氧扩散过程所控制。氧化膜分为表面疏松层和致密层，二者界面在工件表面附近，致密层厚度最终可占总膜厚的90%。
（4）快速凝固工艺 快速凝固能提高镁合金的抗腐蚀能力，主要是由于两方面的作用，其一是合金化元素在基体中过饱和而增大基体的腐蚀电位，其二是氧化膜中合金化元素适当增加而提高氧化膜的稳定性。快速凝固可以减小合金中杂质的有害作用，因为快速凝固可以增大有害杂质元素的固溶度极限，形成成分范围较宽的相组织。而且快速凝固会使合金表面的成分均匀化，可减小局部微点偶电池的活性，提高镁合金的耐局部腐蚀性能。更重要的是，由于快速凝固工艺能增大可形成玻璃体结构氧化膜的元素的固溶度，促进更具保护性并有“ 自愈”能力的玻璃体膜的形成，因此能够显著提高材料的耐性性能。研究认为，凝固过程中在β相周围形成富Al区是提高镁合金耐腐蚀能力的一个重要原因。通过快速凝固工艺增
加镁固溶体中Al的含量可在镁合金表面形成优良的富Al钝化膜, 此膜耐击穿并因其玻璃体结构而在击穿后形成自我修复，因此具有很好的保护作用。
（5）涂层处理 镁合金可用金属涂层加以保护, 金属涂层可采用电镀、化学镀或热喷涂方法获得，其中常用的是化学涂层。研究发现，镀镍层比较致密，基体结合力良好，合金耐腐蚀性能得到增强。可以加入钙，少量的铜。钙作为人体内的有利元素，对人体有利，既可以增加耐蚀性，降低降解能力，在镁锰合金中加入0.6%左右的Ca元素能使其耐蚀性能大大提高，是开发长寿命镁牺牲阳极的一个可行途径。用物理气相沉积技术能获得非平衡态的镁合金薄膜，并能提高膜中合金化元素的含量，有利于提高镁合金的抗腐蚀能力。镁合金的表面防护层要有2类，即化学转化膜层和有机膜层。化学转化膜是在化学处理液中使金属表面形成氧化膜的方法。目前较成熟的化学转化膜是铬化学转化处理，即利用以铬酐酸和重铬酸盐为主要成分的水溶液进行化学处理获得保护膜。镁合金的化学转化膜具有多孔的特点，一般作为基底，需要进一步的封闭处理。多数采用有机物涂层来加强保护，以起到屏蔽、化缓蚀和电化学保护作用。
(6)形变加工 轧制、挤压等形变加工工艺可以使合金晶粒细化，提高致密度，减轻成分偏析，从而使合金更加均匀，提高耐蚀性。研究表示形变加工可以显著降低AZ31在模拟体液中胡降解速率，而且通过热轧可以对过快的讲解速率进行调整。
总结Mg-Zn-Ca合金的优势及应用前景
Mg-Zn-Ca合金中，Zn 具有固溶强化的作用在合金中形成MgZn相，Ca能细化组织的晶粒同时在冶炼铸造过程中起到阻燃作用，同时提高了镁的强度的硬度，形成Mg2Ca相。在合金中，溶质含量适当的时候材料的塑韧性不会明显降低，但是材料的强硬度会有明显的提高。合金组员Mg和Zn通过溶解形成成分和性能均匀的固溶体，并且结构与镁相同，但是晶格发生了畸变，这是因为Zn原子的融入导致的，位错运动的阻力是通过晶格畸变改变的，这样滑移会越来越困难，这样就达到了提高镁强度和硬度的目的。Zn、Ca的加入还可以有以下作用： 时效强化
合金元素经过固溶处理后，能过获得饱和的MgZn相，在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度、硬度、物理及化学性能的显著改变。
形成氧化膜
升高温度使镁合金持续氧化，当温度达到一定限度时，MgO膜的性质就会发生改变，这种氧化膜的致密度非常小，不能起到很好的保护作用，添加Ca元素的镁合金，氧化膜疏松多空的性质得到很好的改善。 细化组织晶粒
Ca有抑制晶粒长大的作用能够细化晶粒，一个方面当添加Ca到镁合金中时，除了生成Mg2Ca相外，在Mg-Zn-Ca合金凝固的过程中合金液中含有少量的Ca在固液界面扩散层内形成成分过冷，是处于该过冷区的其它部分的可能形核质点被激活，进而导致更多晶核产生，从而细化晶粒；另一方面，由于Ca原子的扩散速度比较慢，在晶界处阻碍了晶粒生长，限制晶粒长大，从而细化晶粒。 前景
金属异物支架留存在血管内可产生以下一些问题，如：支架内血栓形成、支架移位、无法进行磁共振成像、产生慢性炎症等危害。因此，需要设计一种可降解支架，在完成早期的支撑作用后完全降解，仅留下修复的、正常的血管组织。由于支架完全降解，就不会产生晚期支架内血栓形成，也就不需要长期的抗血小板治疗，相应的减少了出血的并发症。并且可降解支架也可以作为药物载体进行相应的药物治疗，而且可携带比金属支架涂层更多的药量。可降解生物植入镁合金材料具有良好的力学性能、可降解性、和生物相容性而受到人们的青睐，镁合金医用材料正在不断地发展。有效避免应力遮挡效应，并可避免骨折痊愈后二次手术给病人带来的痛苦和费用；作为心血管支架材料，可有效减少血管内膜增生、再狭窄、晚期血栓等问题。因此，被誉为“革命性的金属生物材料”而受到全球 高度瞩目。设计出具有生物安全性、高强韧性、耐蚀性和腐蚀均匀性的新型生物医用镁合金：需要对其强韧性设计制备理论、在体内的降解代谢机制及体内降解产物的生物安全性、降解行为的可控性等方面进行系统深入的研究，进而为可降解生物医用镁合金的临床医学应用提供更加可靠的科学依据。此外，镁合金作为生物医用材料，还有更多潜在医用价值值得挖掘，如镁降解过程中释放的氢近年来研究表明，氢的适度吸收对人体是非常有益的；镁合金支架具有显著抑制血栓、降低血管再狭窄等功效。相信经过科研工作者的不断努力探索，可降解生物医用镁合金一定会有光明的应用前景，成为惠及人类健康的新型金属生物材料。
六、参考文献
【1】黄晶晶，杨柯。镁合金的生物医用研究。材料导报，2006，17（10）：67
【2】李龙川，高家诚，王勇。医用镁合金的腐蚀行为与表面改性。材料导报。2003，17（10）：29。
【3】葛淑萍，王贵学，沈阳，张勤，贾东煜。镁基合金应用于生物医用材料的研究进展。材料导报。2010,3（24）：124。
【4】 张佳，宗阳 等。镁合金在生物医用材料领域的应用和发展前景。中国组织结构工程与临床康复。2009,28（13）：5474
【5】任伊宾,杨村,梁勇．新型生物医用金属材料的研究和进展[J]．材料导报，2002,16(2):12-15.
【6】王登峰，张金山，薛永军，等.Ca对镁锰合金组织和腐蚀性能的影响[J].铸造设备研究，2005,12；第6期