Analys av korrosionsegenskaper hos medicinska titanmaterial.

Som ett viktigt funktionellt material används medicinsk titan i stor utsträckning inom flyg-, energiindustrin, medicinska förnödenheter och andra områden på grund av dess fördelar med låg densitet, hög specifik hållfasthet och god korrosionsbeständighet.

1. Korrosion av titan

Titan är en termodynamiskt instabil metall med en relativt negativ passiveringspotential och standardelektrodpotentialen är -1,63V. Därför är det lätt att bilda en oxidfilm med passiverande egenskaper i atmosfären och vattenlösningen och har god korrosionsbeständighet.

1. Korrosionsbeständighet hos titan i olika medier

Det är mycket viktigt att studera korrosionsbeständigheten hos medicinska material. Å ena sidan tränger vissa metalljoner eller korrosionsprodukter av implanterade material in i biologiska vävnader, vilket kan utlösa fysiologiska reaktioner av varierande grad; å andra sidan, på grund av närvaron av kroppsvätskor, kan prestandan hos vissa material försämras allvarligt, orsaka snabb skada eller till och med invalid. Den mänskliga kroppsmiljön är relativt komplex, vilket är mer sannolikt att orsaka upplösning av spårämnen och ändra stabiliteten hos oxidskiktet. Lätt friktion kan orsaka olika grader av skada på passiveringsfilmen som bildas på titanytan. Till exempel i en syrefattig miljö försvagas stabiliteten hos oxidskiktet. När den är skadad kan den inte repareras omedelbart eller så bildas ett nytt oxidskikt, vilket gör det mer sannolikt att orsaka korrosion. Denna situation är även oundviklig under upprepade rörelser av människokroppen och användning av utrustning. Plastisk deformation kommer att förändra materialets strukturella tillstånd och därigenom påverka materialets korrosionsprestanda. Olika grader av plastisk deformation har mycket olika effekter på materialens korrosionsegenskaper. Under den plastiska deformationsprocessen orsakar koncentrationen av inre spänningar defekter i gränsytan och kornen. Därför försvagar plastisk deformation materialets korrosionsbeständighet.

2. Titankorrosionsmekanism

Titan är ett övergångselement i Group IVB. Det är kemiskt aktivt och har en stor affinitet med syre. I vilket syreinnehållande medium som helst bildas lätt en tät passiveringsfilm på ytan av titan. Denna passiveringsfilm är tunn och dess tjocklek är vanligtvis några nanometer till tiotals nanometer. Förekomsten av passiveringsfilm av titanlegering minskar arean av ytaktiv upplösning och saktar ner upplösningshastigheten, vilket motstår skadan som upplösningen orsakar. Dessutom kan passiveringsfilmen även repareras automatiskt och kan snabbt bilda en ny skyddsfilm vid skada. Därför har titan bra korrosionsbeständighet. De korrosionsformer av titanmetall som implanteras i levande organismer kan delas in i gropkorrosion, spänningskorrosion, spaltkorrosion, galvanisk korrosion och slitagekorrosion, etc.3