[发明专利]一种可降解金属的体外降解加载实验装置

说明书

本发明公开了一种可降解金属的体外降解加载实验装置，该装置包括储液槽(1)、水浴箱(2)、双层支撑架(3)、加载装置(4)；所述的加载装置(4)包括可降解金属棒试样(5)、压阻式薄膜压力传感器(6)、可动夹持装置(7)、数据采集器(8)、计算机(9)、伸缩杆(10)和电动机(11)；本发明实验装置结构简单、成本低廉、操作方便，可以提供不同形式的载荷，为可降解金属植入器械的降解性能检测带来极大便利，并为后续可降解金属植入器械的优化设计提供了科学的理论指导。

技术领域

本发明涉及一种可降解金属的体外降解加载实验装置，属于材料防护装置的技术领域。

背景技术

目前已有一些关于可降解金属的体外降解试验平台，不仅可以提供与人体体液近似的液体环境还可以模拟镁合金植入器械在人体内服役过程中受到不同形式的应力。但现有的可降解金属的体外降解试验平台仍存在一些缺陷，例如：在实验过程中，模拟骨组织的可降解金属试样在径向受力时由于夹持装置不能与其锁紧而导致当施加的拉伸载荷变大时镁合金试样易脱落，若是施加动态拉压交替载荷，当载荷频率较大时引起可降解金属棒试样断裂，由于没有保护装置则会存在空载的现象，严重的会毁坏试验平台；此外，目前大部分加载系统都是气动或者液压模式，在实验过程中当通过时间继电器来实现对可降解金属棒试样施加一定频率的动态载荷时会存在实际加载到可降解金属棒试样上的载荷滞后问题即实际加载的动态载荷的频率与预设的不符。这些问题的存在都给模拟生理应力环境的可降解金属植入器械的体外降解实验结果带来偏差。因此良好的夹持装置、准确无延迟的加载装置以及自我保护切断系统是评价可降解金属体外降解的加载装置结构设计的重要指标。

针对可降解金属植入器械降解性能关键指标的实验研究，需要一套简单适用且有效的模拟生理应力环境的加载实验装置，能够模拟人体生理应力环境对可降解金属植入器械准确无延迟的施加不同形式的应力，为建立和完善可降解金属植入器械的降解性能的检测、植入器械的优化设计提供科学的理论依据。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种可降解金属体外降解加载实验装置，该装置真实模拟可降解金属植入器械在人体体液中的服役行为，可以准确无延迟的对可降解金属植入器械施加不同形式的载荷，同时避免了实验过程中可降解金属试样脱落以及试样断裂装置不能自我保护的问题，并且载荷形式和大小、实验温度以及腐蚀介质可控，适用于不同材料、尺寸的可降解金属植入器械试件。

技术方案：本发明的一种可降解金属的体外降解加载装置包括储液槽、水浴箱、双层支撑架、加载装置；其中：所述的可降解金属的体外降解加载装置包括可降解金属棒试样、压阻式薄膜压力传感器、可动夹持装置、数据采集器、计算机、伸缩杆和电动机，其中：所述的压阻式薄膜压力传感器分别安装在上部和下部的可动夹持装置之间，可降解金属棒试样由上部和下部的可动夹持装置固定，上部的可动夹持装置固定在伸缩杆的底部，所述的压阻式薄膜压力传感器与数据采集器相连，数据采集器采集信号送计算机，加载装置中的动力引擎电动机置于双层支撑架的上部，在双层支撑架中设有水浴箱，在水浴箱中设有储液槽，在储液槽中竖直方向放置可降解金属棒试样，可降解金属棒试样的上部通过可动夹头与伸缩杆底部相连接，伸缩杆与电动机连接。

所述可降解金属棒试样直径为1mm～5mm。

所述压阻式薄膜压力传感器厚度为0.05～0.5mm，且其感测面积覆盖可降解金属棒试样的上下表面，感测点密度为1～250测点/cm²，对伸缩杆传输的载荷检测范围为0.01MPa～150MPa。

所述可动夹持装置闭合后的孔径为2～8mm。

所述可降解金属棒试样、薄膜电阻式压力传感器和可动夹持装置之间接触密实，贴合无相对滑动，在对可降解金属棒试样加载过程中不会出现脱落情况。