Highly Ductile Zn-2Fe-WC Nanocomposite as Biodegradable Material.
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DOI：
10.1007/s11661-020-05878-y
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发表时间：
2020-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Li X
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guan Z;Linsley CS;Pan S;DeBenedetto C;Liu J;Wu BM;Li X
锌（Zn）具有良好的体内腐蚀性和生物相容性，作为一种可生物降解的金属材料被广泛研究，用于骨科植入物和血管支架。然而，纯Zn缺乏用于承载应用的足够的机械性能。合金元素，如铁（Fe），已被证明可以显着提高强度，但代价是牺牲延展性和腐蚀速率。在这项研究中，碳化钨（WC）纳米粒子被纳入到Zn-2Fe合金系统的强化，微观结构的修改，和延性增强。热稳定的WC纳米颗粒将金属间化合物ζ-FeZn 13界面形态从小平面改变为非小平面。因此，WC纳米颗粒同时提高机械强度和延展性，同时保持合理的腐蚀速率。总的来说，这种新型的Zn-Fe-WC纳米复合材料可用作纯Zn不足的生物医学应用的可生物降解材料。
Zinc (Zn) has been widely investigated as a biodegradable metal for orthopedic implants and vascular stents due to its ideal corrosion in vivo and biocompatibility. However, pure Zn lacks adequate mechanical properties for load-bearing applications. Alloying elements, such as iron (Fe), have been shown to improve the strength significantly, but at the cost of compromised ductility and corrosion rate. In this study, tungsten carbide (WC) nanoparticles were incorporated into the Zn-2Fe alloy system for strengthening, microstructure modification, and ductility enhancement. Thermally stable WC nanoparticles modified the intermetallic ζ-FeZn13 interface morphology from faceted to non-faceted. Consequently, WC nanoparticles simultaneously enhance mechanical strength and ductility while maintaining a reasonable corrosion rate. Overall, this novel Zn-Fe-WC nanocomposite could be used as biodegradable material for biomedical applications where pure Zn is inadequate.
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