Mikrostruktura a vlastnosti Mg slitin pro biomedicínské aplikace

Abstract

Hořčíkové slitiny jsou považovány za biokompatibilní, biodegradabilní a bioresorbovatelný materiál s relativně dobrými mechanickými vlastnostmi. Díky těmto vlastnostem mají hořčíkové slitiny vysoký potenciál stát se materiálem pro výrobu biodegradabilních implantátu. Tyto implantáty se rozpouštějí v lidské těle, a proto není nutné je následně vyjmout po zahojení zlomené kosti. Tato bakalářská práce je zaměřená na studium mikrostruktury a mechanických vlastností hořčíkové slitiny Mg–Ca–Zn–0,8Mn pro biomedicínské aplikace. V rámci praktické části byla připravená slitina odlita a ingot byl homogenizačně žíhán při teplotě 480 °C po dobu 24 h a následně zakalen do vody. Část materiálu byla podrobena jednomu průchodu metodou ECAP (Equal Channel Angular Pressing), při teplotě 290 °C. Metalografické pozorování mikrostruktury bylo provedeno na optickém metalografickém mikroskopu pro litý, tepelně zpracovaný a ECAPovaný stav. Pomocí skenovacího elektronového mikroskopu a energiově disperzní spektroskopie byla provedena fázová analýza a analýza chemického složení. Mechanické vlastnosti byly ověřeny pomocí měření mikrotvrdosti podle Vickerse.

Magnesium alloys are considered to be a biocompatible, biodegradable and bioresorbable material with relatively good mechanical properties. Due to these properties, magnesium alloys have a high potential to become a material to produce biodegradable implants. These implants dissolve in the human body and therefore do not need to be removed after the broken bone has healed. This bachelor thesis is focused on the investigation of the microstructure and mechanical properties of magnesium alloy Mg–Ca–Zn–0.8Mn for biomedical applications. In the experimental part, an ingot of this alloy was prepared and homogenized at 480 °C for 24 hours and water quenched. After thermal treatment, a part of samples was subjected to one pass of ECAP (Equal Channel Angular Pressing) at 290 °C. Metallographic observation of the microstructure was performed on an optical metallographic microscope for the as-cast, heat-treated and ECAPed condition. Phase analysis and chemical composition were observed using of a scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy. Mechanical properties were evaluated by Vickers microhardness measurement.