Analýza koróznych vlastností medicínskych titánových materiálov.

Ako dôležitý funkčný materiál je lekársky titán široko používaný v leteckom a kozmickom priemysle, energetickom priemysle, zdravotníckych materiáloch a iných oblastiach vďaka svojim výhodám nízkej hustoty, vysokej špecifickej pevnosti a dobrej odolnosti proti korózii.

1. Korózia titánu

Titán je termodynamicky nestabilný kov s relatívne negatívnym pasivačným potenciálom a štandardný elektródový potenciál je -1,63V. Preto je ľahké vytvoriť oxidový film s pasivačnými vlastnosťami v atmosfére a vodnom roztoku a má dobrú odolnosť proti korózii.

1. Odolnosť titánu proti korózii v rôznych médiách

Je veľmi dôležité študovať odolnosť medicínskych materiálov proti korózii. Na jednej strane niektoré kovové ióny alebo produkty korózie implantovaných materiálov prenikajú do biologických tkanív, čo môže spúšťať fyziologické reakcie rôzneho stupňa; na druhej strane v dôsledku prítomnosti telesných tekutín môže byť výkon niektorých materiálov vážne znížený, čo môže spôsobiť rýchle poškodenie alebo dokonca stratu platnosti. Prostredie ľudského tela je pomerne zložité, čo skôr spôsobí rozpúšťanie stopových prvkov a zmenu stability oxidovej vrstvy. Mierne trenie môže spôsobiť rôzne stupne poškodenia pasivačného filmu vytvoreného na titánovom povrchu. Napríklad v prostredí chudobnom na kyslík je stabilita oxidovej vrstvy oslabená. Pri poškodení sa nedá okamžite opraviť alebo sa vytvorí nová vrstva oxidu, čo zvyšuje pravdepodobnosť korózie. Tejto situácii sa nedá vyhnúť ani pri opakovaných pohyboch ľudského tela a používaní náradia. Plastická deformácia zmení štrukturálny stav materiálu, čím ovplyvní korózne vlastnosti materiálu. Rôzne stupne plastickej deformácie majú veľmi odlišné účinky na korózne vlastnosti materiálov. Počas procesu plastickej deformácie spôsobuje koncentrácia vnútorného napätia poruchy rozhrania a zŕn. Preto plastická deformácia oslabuje koróznu odolnosť materiálu.

2. Mechanizmus korózie titánu

Titán je prechodným prvkom skupiny IVB. Je chemicky aktívny a má veľkú afinitu s kyslíkom. V akomkoľvek médiu obsahujúcom kyslík sa na povrchu titánu ľahko vytvorí hustý pasivačný film. Tento pasivačný film je tenký a jeho hrúbka je zvyčajne niekoľko nanometrov až desiatok nanometrov. Existencia pasivačného filmu titánovej zliatiny znižuje plochu povrchovo aktívneho rozpúšťania a spomaľuje rýchlosť rozpúšťania, čím odoláva poškodeniu spôsobenému rozpúšťaním. Pasivačný film je navyše možné automaticky opraviť a pri poškodení dokáže rýchlo vytvoriť nový ochranný film. Preto má titán dobrú odolnosť proti korózii. Korózne formy titánového kovu implantovaného do živých organizmov možno rozdeliť na jamkovú koróziu, koróziu pod napätím, štrbinovú koróziu, galvanickú koróziu a koróziu opotrebovaním atď.