MgCaZn 金属玻璃循环加载下的机械响应及生物医学支架设计

《Inorganics》：Cyclic Mechanical Behavior of MgCaZn Metallic Glasses for Biomedical Scaffold Applications

　　

摘要

MgCaZn金属玻璃因其兼具金属玻璃的特性和生物降解性，而成为潜在的生物可降解生物医学支架材料。在这项研究中，作者利用分子动力学模拟来研究Mg 10' data-speech-attached="true" data-semantic-braille="???" data-braille-attached="true" has-speech="true"> 10' data-semantic-summary='10Ca70Zn20金属玻璃。实验在100至400 K的温度范围内进行了十次循环加载，应变幅度介于0.01至0.04之间，孔隙直径为3至7纳米。温度的升高会降低金属玻璃的刚度和强度，同时增加机械耗散的能量。对于应变幅度而言，其值的增加会导致更大的拉伸和压缩应力、更大的能量耗散以及更高的残余应变，其中拉伸刚度的降低幅度大于压缩刚度的降低幅度。在分析孔隙效应时，发现刚度和强度都随孔隙率的增加而降低，而残余应变与孔隙率之间没有明显的依赖关系。尽管存在这些变化，但在十次循环过程中，金属玻璃的机械性能仍然相对稳定，仅表现出适度的循环间波动。总体而言，这些结果为MgCaZn金属玻璃在循环加载下的机械响应及其在生物医学支架设计中的应用提供了见解。