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镁合金由于弹性模量低、密度与人骨接近、生物相容性良好、可降解等优点,在生物植入材料领域展示了良好的应用前景。然而纯镁及其合金在pH值为7.4～7.6、富Cl-的复杂生理系统环境中,腐蚀速度过快,易造成氢气聚集导致植入部位的炎性反应,同时也会造成镁合金植入物过早地失去其机械完整性,达不到服役时间要求。因此,改善镁合金的耐蚀性并研究其腐蚀机理成为生物医用镁合金材料亟待解决的问题。合金化和表面处理是两种有效提高镁合金耐蚀性能的方法。本文选择Zn、Mn作为合金化元素,通过熔铸、均匀化热处理、正挤压等一系列手段制备出不同锰含量的Mg-1Zn-xMn (x=0.8, 1.0, 1.2wt%)镁合金,再采用微弧氧化工艺对镁合金进行表面陶瓷化处理。研究了 Mg-1Zn-xMn镁合金进行微弧氧化工艺处理后的微观组织及其在SBF模拟体液中的腐蚀性能,讨论了表面陶瓷膜层的组织与腐蚀性能之间的关系。得出以下主要结论:(1) Mg-1Zn-xMn合金微弧氧化陶瓷层与基体结合良好,主要相组成为MgO和Mg2Si04。陶瓷层由多孔的疏松层和致密层组成。随着微弧氧化时间延长,陶瓷层缺陷增多,出现了较大的放电微孔。陶瓷层上存在微裂纹,是由于熔融物的不均匀冷却造成的。(2)在相同微弧氧化工艺参数下,Mg-1Zn-0.8Mn合金微弧氧化陶瓷层的孔隙率最小,腐蚀电流密度也最小,其耐蚀性最佳。(3)表面陶瓷层可以显著提高合金的硬度,随微弧氧化时间增加,膜层变厚,硬度增大。微弧氧化3min (陶瓷层厚为5μm)的Mg-1Zn-1Mn合金硬度值为178HV,微弧氧化5min (陶瓷层厚为10μm)时合金硬度为274HV。微弧氧化陶瓷层可使Mg-1Zn-xMn镁合金硬度值提高3-4倍。(4)微弧氧化可以显著提高Mg-1Zn-xMn合金的耐腐蚀性。Mg-1Zn-1Mn合金的电化学腐蚀速率为0.252 mm/a,微弧氧化5min可使合金的腐蚀速率降低至0.026 mm/a,耐腐蚀性提高近10倍。(5)在37℃的SBF溶液中浸泡15天后,微弧氧化5 min的合金质量损失最小,耐蚀性能最好,腐蚀以点蚀和丝状腐蚀为主。合金表面的腐蚀产物主要由HA(Ca10(OH)2(PO4)6).MgCl2 和 Mg(OH)2 组成。