研究背景            

近年來，鎂合金作為可生物降解的植入材料引起了廣泛的關(guān)注。然而，循環(huán)載荷和人體的腐蝕環(huán)境對合金的實(shí)際應(yīng)用是重大挑戰(zhàn)，科學(xué)家這方面的研究很少。北京理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)對鎂鋁合金用作生物親和性植入材料進(jìn)行體外研究。研究使用FlatQUAD平插式能譜儀表征各種條件下的鋁鎂合金表層，各元素的分層和侵蝕界面清晰明確，為研究鎂鋁合金在不同生物環(huán)境下的腐蝕機(jī)理提供了幫助。

           測試過程            

圖1為在三種溶液中浸泡后，無循環(huán)載荷作用下樣品表面的SEM像。三個(gè)樣品表面均發(fā)生了全面腐蝕，殘留有部分鎂合金腐蝕產(chǎn)物。全血浸泡后的試樣表面出現(xiàn)不明顯的微裂紋形貌，這是由于血液中細(xì)胞的接觸所致，但試樣表面沒有觀察到細(xì)胞膜。

圖 1.樣品在 SBF、血漿和全血中浸泡 12 小時(shí)后表面的 SEM圖像

樣品的橫截面EDS圖像如圖2所示。在無負(fù)載組中，浸泡在SBF中的樣品出現(xiàn)深度約為500μm的腐蝕坑。相比之下，浸泡在血漿和全血中的樣品表現(xiàn)出均勻的腐蝕。得益于 超大立體角和布魯克可視化譜峰剝離功能，Ca和P在三個(gè)樣品表面沉積得以被成功表征，并完全消除陰影效應(yīng)。

圖2 腐蝕產(chǎn)物橫截面的EDS面掃描

研究團(tuán)隊(duì)還使用Bruker FlatQuad X射線能譜儀對6個(gè)樣品的橫截面進(jìn)行了線掃描(如圖3所示)，發(fā)現(xiàn)所有樣品中的Mg/Al比都比較穩(wěn)定，這表明表面可能形成了Mg-Al化合物。此外，在含有足夠HCO 3的堿性環(huán)境中，Mg-Al合金的腐蝕中也發(fā)現(xiàn)了這種化合物。表現(xiàn)出Bruker FlatQuad X射線能譜儀的優(yōu)越性能。

圖3. 腐蝕產(chǎn)物橫截面的EDS面掃描

參考原文：

https://doi.org/10.1016/j.jma.2021.08.034,Effects of inorganic ions, organic particles, blood cells, and cyclic loading on in vitro corrosion of Mgsingle bondAl alloys,Guanqi Liu,Jianmin Han,Ying Li,Yuzhu Guo,Xiaodong Yu,Shenpo Yuan,Zhihua Nie,Chengwen Tan,Chuanbin Guo

布魯克獨(dú)家的革命性的平插式能譜儀，采用環(huán)形四元設(shè)計(jì)，采集信號(hào)數(shù)十倍于常規(guī)斜插式能譜，具有SEM中最大的X射線探測效率和靈敏度，空間分辨率優(yōu)于10 nm，是低電壓分析納米特征、低束流分析電子束敏感樣品的利器。