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丁文江：镁与镁合金腐蚀可控即为利
来源:第一压铸
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作者:chinacaw
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发布时间: 2015-03-02
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谈到镁合金作为骨固定材料，丁院士说：“目前，广泛应用于骨板、骨钉的生物医用材料主要是钛及钛合金、不锈钢等。但是，这些材料都存在一定的局限性。钛及钛合金、不锈钢等金属材料会发生应力遮挡效应，即将金属材料植入人体后，因其与人骨材料的弹性模量不匹配产生人骨受力被遮挡效应。另外，这些材料在人体内是不可降解的，当病人的骨头长好愈合后，需要通过二次手术取出。镁合金骨固定材料与人骨的力学性能更加匹配，可以有效地避免应力遮挡效应，在人体骨骼基本愈合后，降解成无毒无害的小分子，并经人体循环系统排出体外，避免了患者二次手术取出钢钉钢板的痛苦和费用。”
“还有比如断手再植手术的过程中，要做神经导线，如果用钛丝的话，由于其在人体内无法通过腐蚀而降解，会永远留在神经里，如果用很细的镁丝，当神经线长好之后镁丝就已经通过降解而消失了。”
不锈镁：让镁更完美
腐蚀问题长期以来严重地制约着镁合金的开发和广泛应用，如何提高镁合金的耐腐蚀性能，丁院士给出了两个研究方向。
“由于镁合金表面的氧化膜疏松，镁合金很容易发生电化学腐蚀。虽然镁的电阶电位低，但是它的相间电位差很大，要提高镁的耐腐蚀性能，就要想办法使其相间电位差趋于零，这样，就不会发生电化学腐蚀了。”丁院士介绍说。
“另外一个研究方向就是把镁合金表面的氧化膜由疏松变为致密，采用不同的元素，形成不同的氧化产物，用多元氧化物填补空隙，提高镁合金的耐腐蚀性能，这同不锈钢的原理是一样的。铁本身是极易腐蚀的，而不锈钢却是耐腐蚀的。铁表面形成的氧化膜成分为Fe2O3和Fe3O4,这层氧化膜也是非常疏松的，阻止不了其内部的继续氧化。不锈钢耐腐蚀是因为在其材质中含有大量的铬(Cr)，一般不锈钢中铬的含量至少为10.5%.Cr元素容易氧化，可以在钢的表面迅速形成致密的Cr2O3氧化膜，这层钝化膜使钢与腐蚀介质相隔离，形成不锈钢。”
“铁可以，镁也可以。不锈镁，是未来的发展方向。”采访最后，丁院士笃定地说。
丁文江简介
丁文江，1953年3月出生，中共党员，上海交通大学教授，博士生导师，中国工程院院士，国家重点基础研究发展规划(973)首席科学家，化工、冶金与材料工程学部院士。现任轻合金精密成型国家工程研究中心主任，中国镁业协会副会长，中国材料研究学会常务理事，中共上海交通大学材料科学与工程学院委员会委员。曾任上海交通大学副校长，上海市科委副主任，上海市科协副主席。
