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钛合金材料在生物体内的耐腐蚀性

     钛金属作为重要的功能材料,以其密度小、比强度高和耐蚀性好等优点,被广泛应用于航空航天、能源工业、医学用品等领域。

      钛的腐蚀

钛是热力学上的不稳定金属,致钝电位较负,标准电极电位为-1.63V。因此,在大气和水溶液中易形成一层具有钝化性质的氧化膜,耐腐蚀性较好。

     1、钛合金在生物体内的耐腐蚀性

研究医用材料的耐蚀性能相当重要。一方面,植入材料的部分金属离子或腐蚀产物渗入生物体组织,可引发不同程度的生理反应;另一方面,由于体液的存在,某些材料的性能可能会严重下降,致使其迅速损坏甚至失效。

人体环境相对复杂,更容易造成微量元素的溶解,改变氧化层的稳定性。轻微的摩擦可使钛表面形成的钝化膜遭受不同程度的破坏,如在贫氧的环境中,氧化层的稳定性减弱,受到破坏时不能立即修复或形成新的氧化层,更易引起腐蚀。而这种情况在人体的反复运动和器械配合使用中几乎无法避免。塑性变形会改变材料的组织状态,进而使材料的腐蚀性能受到影响。不同程度的塑性变形对材料的腐蚀性能影响差异较大。

 在塑性变形过程中,由于内部应力的集中致使界面和晶粒中产生缺陷,因此,塑性变形会弱化材料的耐腐蚀能力。