Analiza korozijskih svojstava medicinskih materijala od titana.

Kao važan funkcionalni materijal, medicinski titan se naširoko koristi u zrakoplovstvu, energetskoj industriji, medicinskim potrepštinama i drugim područjima zbog svojih prednosti niske gustoće, visoke specifične čvrstoće i dobre otpornosti na koroziju.

1. Korozija titana

Titan je termodinamički nestabilan metal s relativno negativnim potencijalom pasivizacije, a standardni elektrodni potencijal je -1,63V. Zbog toga je lako oblikovati oksidni film sa svojstvima pasiviranja u atmosferi i vodenoj otopini i ima dobru otpornost na koroziju.

1. Otpornost titana na koroziju u različitim medijima

Vrlo je važno proučavati otpornost medicinskih materijala na koroziju. S jedne strane, neki metalni ioni ili proizvodi korozije implantiranih materijala prodiru u biološka tkiva, što može potaknuti fiziološke reakcije različitog stupnja; s druge strane, zbog prisutnosti tjelesnih tekućina, performanse nekih materijala mogu biti ozbiljno smanjene, uzrokujući brzo oštećenje ili čak neispravnost. Okruženje ljudskog tijela je relativno složeno, što će vjerojatnije uzrokovati otapanje elemenata u tragovima i promijeniti stabilnost oksidnog sloja. Lagano trenje može uzrokovati različite stupnjeve oštećenja pasivacijskog filma formiranog na površini titana. Na primjer, u okruženju siromašnom kisikom, stabilnost oksidnog sloja je oslabljena. Kada se ošteti, ne može se odmah popraviti ili se stvara novi oksidni sloj, zbog čega je vjerojatnije da će uzrokovati koroziju. Ova situacija je još neizbježnija tijekom ponovljenih pokreta ljudskog tijela i korištenja opreme. Plastična deformacija će promijeniti strukturno stanje materijala, utječući na taj način na koroziju materijala. Različiti stupnjevi plastične deformacije imaju vrlo različite učinke na korozijska svojstva materijala. Tijekom procesa plastične deformacije, koncentracija unutarnjeg naprezanja uzrokuje defekte na površini i zrnima. Zbog toga plastična deformacija slabi otpornost materijala na koroziju.

2. Mehanizam korozije titana

Titan je prijelazni element skupine IVB. Kemijski je aktivan i ima veliki afinitet prema kisiku. U bilo kojem mediju koji sadrži kisik, na površini titana lako se formira gusti pasivacijski film. Ovaj pasivizacijski film je tanak, a njegova debljina je obično nekoliko nanometara do desetaka nanometara. Postojanje pasivizirajućeg filma od legure titana smanjuje područje površinski aktivnog otapanja i usporava brzinu otapanja, čime se odupire oštećenjima uzrokovanim otapanjem. Osim toga, pasivni film se također može automatski popraviti i može brzo formirati novi zaštitni film kada se ošteti. Stoga titan ima dobru otpornost na koroziju. Oblici korozije metalnog titana implantiranog u žive organizme mogu se podijeliti na rupičastu koroziju, koroziju naprezanja, koroziju pukotina, galvansku koroziju i koroziju trošenja, itd.