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摘要生物医用可降解锌基合金因具有良好的生物相容性、适中的降解速率和抗菌特性在医用植入材料领域展现出巨大潜力。但锌合金也存在强度不足、质脆且易发生蠕变、锌离子引发毒性的阈值较低等问题。合金化和制备加工技术是改善上述问题的有效途径。本课题制备了 Zn-0.8Mn、Zn-0.8Mn-0.5x（x=Cu、Ca、Sr）和Zn-0.8Mn-0.5Cu-0.2Sr合金，系统研究了多道次等通道转角挤压（Equal Channel Angle Pressing (ECAP)）对五种合金成分微观组织、力学性能和腐蚀行为的影响及添加合金元素Cu、Ca、Sr对Zn-0.8Mn合金微观组织、力学性能和腐蚀行为的影响。此外，根据研究结果进行成分优化，结合多道次ECAP制备Zn-0.8Mn-0.5Cu-0.2Sr合金，对其微观组织、力学性能、腐蚀行为和抗菌性能进行了分析及评价。本课题的主要研究结论如下：<br>　　（1）Zn-0.8Mn合金由Zn和MnZn13相组成；ECAP显著细化铸态Zn-0.8Mn合金的晶粒尺寸，且平均晶粒尺寸随ECAP道次增加而逐渐减小；ECAP通过剧烈塑性变形引起的动态沉淀促进MnZn13相的析出；ECAP道次的增加同时提高Zn-0.8Mn 合金的强度和塑性，8 道次时合金的拉伸屈服强度为 208.7 ± 1.5 MPa，伸长率为32.3 ± 4.4%；ECAP 降低铸态 Zn-0.8Mn 合金的耐腐蚀性能，ECAP 后，合金的腐蚀速率随ECAP道次的增加而减小，8道次时由失重法测得的腐蚀速率为0.0233 ± 0.0019 mm/y。<br>　　（2）Zn-0.8Mn-0.5Cu合金由Zn和MnZn13相组成，由于Cu元素的固溶度较大，并未形成相关的相，但在 MnZn13相中可以观察到少量的 Cu 元素；Zn-0.8Mn-0.5Ca合金由Zn、MnZn13和CaZn13相组成；Zn-0.8Mn-0.5Sr合金由Zn、MnZn13和SrZn13相组成。ECAP显著细化Zn-0.8Mn-0.5Cu、Zn-0.8Mn-0.5Ca和Zn-0.8Mn-0.5Sr合金的晶粒尺寸，晶粒细化效果为 Sr ＞ Ca ＞ Cu。ECAP 道次的增加可促进三种合金成分中MnZn13相的析出，且CaZn13和SrZn13为硬脆相，形态未发生明显变化。<br>　　（3）合金元素 Cu、Ca 和 Sr 的添加强化 Zn-0.8Mn 合金，强化效果为 Sr ＞Ca ＞ Cu，同时合金元素 Cu 的添加有利于 Zn-0.8Mn 合金塑性的提升，Ca 和 Sr的引入均牺牲较大塑性，表现为 Sr ＞ Ca。Zn-0.8Mn-0.5Cu 和 Zn-0.8Mn-0.5Ca合金强度和塑性均随ECAP道次的增加而增大，Zn-0.8Mn-0.5Sr合金在4道次后强度有所下降，延伸率随道次增加逐渐增大。合金元素Cu、Ca和Sr的添加均会增大 Zn-0.8Mn 合金的腐蚀趋势，大致结果为 Zn-0.8Mn-0.5Sr 合金 ＞ Zn-0.8Mn-0.5Ca合金＞ Zn-0.8Mn-0.5Cu 合金，但三种合金成分仍保持良好的耐腐蚀性能。<br>　　（4）从综合力学性能角度出发，优化成分设计，制备Zn-0.8Mn-0.5Cu-0.2Sr合金。Zn-0.8Mn-0.5Cu-0.2Sr合金由Zn、MnZn13和SrZn13相组成。ECAP显著细化铸态合金的平均晶粒尺寸，2 道次时锌基体的平均晶粒尺寸为 1.20 ± 0.76 μm， 2 道次后晶粒尺寸有增大的趋势。ECAP 道次的增加促进 MnZn13相的析出，降低织构强度和局部应力集中。2道次和4道次ECAP加工的Zn-0.8Mn-0.5Cu-0.2Sr合金的 UTS 分别为 337.6 MPa 和 320.4 MPa，随着 ECAP 道次的增加，UTS 呈下降趋势。另外，随ECAP道次从2增加到8，EL逐渐从24.9%增加到46.3%。ECAP 加工的 Zn-0.8Mn-0.5Cu-0.2Sr 合金保持良好的降解性和优良的抗菌性能。