Analisi delle proprietà di corrosione dei materiali in titanio medicale.

Essendo un importante materiale funzionale, il titanio medico è ampiamente utilizzato nell'aerospaziale, nell'industria energetica, nelle forniture mediche e in altri campi grazie ai suoi vantaggi di bassa densità, elevata resistenza specifica e buona resistenza alla corrosione.

1. Corrosione del titanio

Il titanio è un metallo termodinamicamente instabile con un potenziale di passivazione relativamente negativo e il potenziale dell'elettrodo standard è -1,63 V. Pertanto, è facile formare una pellicola di ossido con proprietà passivanti nell'atmosfera e in soluzione acquosa e ha una buona resistenza alla corrosione.

1. Resistenza alla corrosione del titanio in diversi mezzi

È molto importante studiare la resistenza alla corrosione dei materiali medici. Da un lato alcuni ioni metallici o prodotti della corrosione dei materiali impiantati penetrano nei tessuti biologici e possono innescare reazioni fisiologiche di varia entità; d'altro canto, a causa della presenza di fluidi corporei, le prestazioni di alcuni materiali potrebbero essere gravemente degradate, provocandone rapidi danni o addirittura invalidità. L'ambiente del corpo umano è relativamente complesso, il che ha maggiori probabilità di causare la dissoluzione degli oligoelementi e modificare la stabilità dello strato di ossido. Un leggero attrito può causare danni di vario grado al film di passivazione formato sulla superficie del titanio. Ad esempio, in un ambiente povero di ossigeno, la stabilità dello strato di ossido è indebolita. Se danneggiato, non può essere riparato immediatamente oppure si forma un nuovo strato di ossido, aumentando le probabilità di corrosione. Questa situazione è quasi inevitabile durante i movimenti ripetuti del corpo umano e l'uso di attrezzature. La deformazione plastica cambierà lo stato strutturale del materiale, influenzando così le prestazioni di corrosione del materiale. Diversi gradi di deformazione plastica hanno effetti molto diversi sulle proprietà di corrosione dei materiali. Durante il processo di deformazione plastica, la concentrazione delle tensioni interne provoca difetti nell'interfaccia e nei grani. Pertanto, la deformazione plastica indebolisce la resistenza alla corrosione del materiale.

2. Meccanismo di corrosione del titanio

Il titanio è un elemento di transizione del Gruppo IVB. È chimicamente attivo e ha una grande affinità con l'ossigeno. In qualsiasi mezzo contenente ossigeno, sulla superficie del titanio si forma facilmente una densa pellicola di passivazione. Questo film di passivazione è sottile e il suo spessore è solitamente compreso tra pochi nanometri e decine di nanometri. L'esistenza di un film di passivazione in lega di titanio riduce l'area di dissoluzione del tensioattivo e rallenta la velocità di dissoluzione, resistendo così al danno causato dalla dissoluzione. Inoltre, la pellicola di passivazione può anche essere riparata automaticamente e, in caso di danneggiamento, può formare rapidamente una nuova pellicola protettiva. Pertanto, il titanio ha una buona resistenza alla corrosione. Le forme di corrosione del metallo titanio impiantato negli organismi viventi possono essere suddivise in corrosione per vaiolatura, corrosione sotto sforzo, corrosione interstiziale, corrosione galvanica e corrosione da usura, ecc.