Analyse af korrosionsegenskaber af medicinske titaniummaterialer.

Som et vigtigt funktionelt materiale er medicinsk titanium meget udbredt i rumfart, energiindustrien, medicinske forsyninger og andre områder på grund af dets fordele ved lav densitet, høj specifik styrke og god korrosionsbestandighed.

1. Korrosion af titanium

Titanium er et termodynamisk ustabilt metal med et relativt negativt passiveringspotentiale, og standardelektrodepotentialet er -1,63V. Derfor er det let at danne en oxidfilm med passiverende egenskaber i atmosfæren og vandig opløsning, og har god korrosionsbestandighed.

1. Korrosionsbestandighed af titanium i forskellige medier

Det er meget vigtigt at studere korrosionsbestandigheden af ​​medicinske materialer. På den ene side trænger nogle metalioner eller korrosionsprodukter af implanterede materialer ind i biologiske væv, hvilket kan udløse fysiologiske reaktioner af varierende grad; på den anden side, på grund af tilstedeværelsen af ​​kropsvæsker, kan ydeevnen af ​​nogle materialer blive alvorligt forringet, hvilket forårsager hurtig skade eller endda ugyldig. Menneskekroppens miljø er relativt komplekst, hvilket er mere tilbøjeligt til at forårsage opløsning af sporstoffer og ændre stabiliteten af ​​oxidlaget. Let friktion kan forårsage forskellige grader af beskadigelse af passiveringsfilmen dannet på titaniumoverfladen. For eksempel i et iltfattigt miljø svækkes stabiliteten af ​​oxidlaget. Når det er beskadiget, kan det ikke repareres med det samme, eller der dannes et nyt oxidlag, hvilket gør det mere sandsynligt, at det forårsager korrosion. Denne situation er endnu mere uundgåelig under gentagne bevægelser af den menneskelige krop og brug af udstyr. Plastisk deformation vil ændre materialets strukturelle tilstand og derved påvirke materialets korrosionsevne. Forskellige grader af plastisk deformation har meget forskellige virkninger på materialers korrosionsegenskaber. Under den plastiske deformationsproces forårsager koncentrationen af ​​indre spændinger defekter i grænsefladen og kornene. Derfor svækker plastisk deformation materialets korrosionsbestandighed.

2. Titanium korrosionsmekanisme

Titanium er et overgangselement i gruppe IVB. Det er kemisk aktivt og har en stor affinitet med ilt. I ethvert oxygenholdigt medium dannes der let en tæt passiveringsfilm på overfladen af ​​titanium. Denne passiveringsfilm er tynd, og dens tykkelse er normalt et par nanometer til titusinder af nanometer. Tilstedeværelsen af ​​passiveringsfilm af titanlegering reducerer arealet af overfladeaktiv opløsning og sænker opløsningshastigheden og modstår dermed skaden forårsaget af opløsning. Derudover kan passiveringsfilmen også repareres automatisk og kan hurtigt danne en ny beskyttelsesfilm ved beskadigelse. Derfor har titanium god korrosionsbestandighed. De korrosionsformer af titaniummetal, der er implanteret i levende organismer, kan opdeles i grubetæring, spændingskorrosion, spaltekorrosion, galvanisk korrosion og slidkorrosion osv.3