Analýza korozních vlastností materiálů lékařského titanu.

Jako důležitý funkční materiál je lékařský titan široce používán v letectví, energetice, zdravotnických materiálech a dalších oblastech díky svým výhodám nízké hustoty, vysoké měrné pevnosti a dobré odolnosti proti korozi.

1. Koroze titanu

Titan je termodynamicky nestabilní kov s relativně negativním pasivačním potenciálem a standardní elektrodový potenciál je -1,63V. Proto je snadné vytvořit oxidový film s pasivačními vlastnostmi v atmosféře a vodném roztoku a má dobrou odolnost proti korozi.

1. Odolnost titanu proti korozi v různých médiích

Je velmi důležité studovat korozní odolnost lékařských materiálů. Jednak do biologických tkání pronikají některé kovové ionty nebo korozní produkty implantovaných materiálů, které mohou spouštět fyziologické reakce různého stupně; na druhou stranu v důsledku přítomnosti tělních tekutin může být výkon některých materiálů vážně snížen, což může způsobit rychlé poškození nebo dokonce invaliditu. Prostředí lidského těla je poměrně složité, což spíše způsobí rozpouštění stopových prvků a změnu stability oxidové vrstvy. Mírné tření může způsobit různé stupně poškození pasivačního filmu vytvořeného na povrchu titanu. Například v prostředí chudém na kyslík je stabilita oxidové vrstvy oslabena. Když je poškozen, nelze jej okamžitě opravit nebo se vytvoří nová vrstva oxidu, což zvyšuje pravděpodobnost vzniku koroze. Tato situace je nevyhnutelná při opakovaných pohybech lidského těla a používání zařízení. Plastická deformace změní strukturální stav materiálu, čímž ovlivní korozní vlastnosti materiálu. Různé stupně plastické deformace mají velmi rozdílné účinky na korozní vlastnosti materiálů. Během procesu plastické deformace způsobuje koncentrace vnitřního napětí defekty na rozhraní a zrnech. Proto plastická deformace oslabuje korozní odolnost materiálu.

2. Titanový korozní mechanismus

Titan je přechodným prvkem skupiny IVB. Je chemicky aktivní a má velkou afinitu ke kyslíku. V jakémkoli médiu obsahujícím kyslík se na povrchu titanu snadno vytvoří hustý pasivační film. Tento pasivační film je tenký a jeho tloušťka je obvykle několik nanometrů až desítek nanometrů. Existence pasivačního filmu z titanové slitiny snižuje plochu povrchově aktivního rozpouštění a zpomaluje rychlost rozpouštění, čímž odolává poškození způsobenému rozpouštěním. Pasivační fólii lze navíc také automaticky opravit a při poškození může rychle vytvořit novou ochrannou fólii. Proto má titan dobrou odolnost proti korozi. Korozní formy titanového kovu implantované do živých organismů lze rozdělit na důlkovou korozi, korozi pod napětím, štěrbinovou korozi, galvanickou korozi a korozi opotřebení atd.