Analyse av korrosjonsegenskaper til medisinske titanmaterialer.

Som et viktig funksjonelt materiale er medisinsk titan mye brukt i romfart, energiindustri, medisinsk utstyr og andre felt på grunn av fordelene med lav tetthet, høy spesifikk styrke og god korrosjonsbestandighet.

1. Korrosjon av titan

Titan er et termodynamisk ustabilt metall med et relativt negativt passiveringspotensial, og standard elektrodepotensial er -1,63V. Derfor er det lett å danne en oksidfilm med passiverende egenskaper i atmosfæren og vandig løsning, og har god korrosjonsbestandighet.

1. Korrosjonsbestandighet av titan i forskjellige medier

Det er veldig viktig å studere korrosjonsmotstanden til medisinske materialer. På den ene siden trenger noen metallioner eller korrosjonsprodukter av implanterte materialer inn i biologisk vev, noe som kan utløse fysiologiske reaksjoner av varierende grad; på den annen side, på grunn av tilstedeværelsen av kroppsvæsker, kan ytelsen til enkelte materialer bli alvorlig forringet, forårsake rask skade eller til og med ugyldig. Menneskekroppens miljø er relativt komplekst, noe som er mer sannsynlig å forårsake oppløsning av sporstoffer og endre stabiliteten til oksidlaget. Liten friksjon kan forårsake ulik grad av skade på passiveringsfilmen som dannes på titanoverflaten. For eksempel, i et oksygenfattig miljø, svekkes stabiliteten til oksidlaget. Når den er skadet, kan den ikke repareres umiddelbart eller det dannes et nytt oksidlag, noe som gjør det mer sannsynlig å forårsake korrosjon. Denne situasjonen er også uunngåelig under gjentatte bevegelser av menneskekroppen og bruk av utstyr. Plastisk deformasjon vil endre materialets strukturelle tilstand, og dermed påvirke korrosjonsytelsen til materialet. Ulike grader av plastisk deformasjon har svært forskjellige effekter på materialers korrosjonsegenskaper. Under den plastiske deformasjonsprosessen forårsaker konsentrasjonen av indre spenninger defekter i grensesnittet og kornene. Derfor svekker plastisk deformasjon materialets korrosjonsmotstand.

2. Titan korrosjonsmekanisme

Titan er et overgangselement i gruppe IVB. Den er kjemisk aktiv og har stor affinitet med oksygen. I et hvilket som helst oksygenholdig medium dannes det lett en tett passiveringsfilm på overflaten av titan. Denne passiveringsfilmen er tynn, og tykkelsen er vanligvis noen få nanometer til titalls nanometer. Eksistensen av passiveringsfilm av titanlegering reduserer arealet av overflateaktiv oppløsning og bremser oppløsningshastigheten, og motstår dermed skaden forårsaket av oppløsningen. I tillegg kan passiveringsfilmen også repareres automatisk og kan raskt danne en ny beskyttelsesfilm ved skade. Derfor har titan god korrosjonsbestandighet. Korrosjonsformene av titanmetall implantert i levende organismer kan deles inn i gropkorrosjon, spenningskorrosjon, spaltekorrosjon, galvanisk korrosjon og slitasjekorrosjon osv.