鈦合金材料在生物體內的耐腐蝕性
鈦金屬作為重要的功能材料,以其密度小、比強度高和耐蝕性好等優點,被廣泛應用于航空航天、能源工業、醫學用品等領域。
鈦的腐蝕
鈦是熱力學上的不穩定金屬,致鈍電位較負,標準電極電位為-1.63V。因此,在大氣和水溶液中易形成一層具有鈍化性質的氧化膜,耐腐蝕性較好。
1、鈦合金在生物體內的耐腐蝕性
研究醫用材料的耐蝕性能相當重要。一方面,植入材料的部分金屬離子或腐蝕產物滲入生物體組織,可引發不同程度的生理反應;另一方面,由于體液的存在,某些材料的性能可能會嚴重下降,致使其迅速損壞甚至失效。
人體環境相對復雜,更容易造成微量元素的溶解,改變氧化層的穩定性。輕微的摩擦可使鈦表面形成的鈍化膜遭受不同程度的破壞,如在貧氧的環境中,氧化層的穩定性減弱,受到破壞時不能立即修復或形成新的氧化層,更易引起腐蝕。而這種情況在人體的反復運動和器械配合使用中幾乎無法避免。塑性變形會改變材料的組織狀態,進而使材料的腐蝕性能受到影響。不同程度的塑性變形對材料的腐蝕性能影響差異較大。
在塑性變形過程中,由于內部應力的集中致使界面和晶粒中產生缺陷,因此,塑性變形會弱化材料的耐腐蝕能力。
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