Evaluation of electrochemical impedance and biocorrosion characteristics of as-cast and T4 heat treated AZ91 Mg-alloys in Ringer’s solution

The present study aims at understanding the electrochemical impedance and biocorrosion characteristics of AZ91 Mg-alloy in Ringer’s solution.As-cast AZ91 Mg-alloy was subjected to T4 heat treatment in a way to homogenize its microstructure by dissolving most of theβ-Mg 17 Al 12 phase at the vicinity of grain boundaries.The electrochemical impedance and biocorrosion performances of these two different microstructures(as-cast and T4 heat treated AZ91 Mg-alloys)in Ringer solution were evaluated by electrochemical impendence spectroscopy,potentiodynamic polarization and weight loss method.EIS spectra showed that both microstructures exhibit similar dynamic response as a function of the immersion time;however,the value of impedance and maximum phase angle are about 50%higher in as-cast AZ91 Mg-alloy as compared to that of homogenized AZ91 Mg-alloy.Weight loss measurement indicated that corrosion resistance of as-cast AZ91 was significantly better than that of homogenized AZ91.Microstructural and XRD analysis revealed that as-cast AZ91 contains a passive film of MgCO_(3)and CaCO_(3)precipitates with near spherical morphologies,whereas homogenized AZ91 comprised mainly unstable Mg(OH)_(2)film featured by irregular plate-like morphologies.

SPS烧结Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金在Ringer's模拟体液中的电化学腐蚀行为

采用放电等离子烧结技术制备了Ti-35Nb-7Zr-5Ta(Ti-Osteum)生物医用钛合金。以生物医用金属材料纯Ti(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金为对比材料,利用开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了该合金在Ringer's模拟体液中的电化学腐蚀行为及其腐蚀机理。结果表明:与TA1和TC4合金相比,SPS烧结的Ti-Osteum合金在模拟体液中具有最小的腐蚀电流密度和较小的钝化电流密度、较大的容抗弧以及接近的腐蚀电位,从而显示了优于TC4和TA1的良好耐腐蚀性能。SPS烧结Ti-Osteum合金在模拟体液中耐腐蚀性优异的主要原因是具有单相β型组织,并且表面出现稳定的复合氧化物钝化膜。

新型镁合金在生理体液环境下腐蚀行为评价

研究了2种新型医用植入镁合金材料(Mg-6%Zn和Mg-6%Zn-2%Y合金)在生理盐水和林格试液(人体模拟体液)中的腐蚀行为,来评价其作为医用植入材料的服役情况。实验结果表明:在中性介质环境下,镁合金很快被腐蚀。随着介质溶液pH值的提高,镁合金表面能够形成厚的Mg(OH)2沉淀膜,阻止腐蚀的深入。镁合金在林格试液中的腐蚀速率小于其在生理盐水中的腐蚀速率,这与林格试液中存在可抑制腐蚀的K+、Ca2+离子有关。镁合金中主要元素Zn和Y以及溶液的pH值对实验合金的耐腐蚀性能都会产生影响,添加稀土元素Y可以提高镁合金的耐腐蚀性能,尤其是在Mg-Zn-Y的三元合金中,添加Y后组织更为均匀,且由于Zn元素的固溶强化作用和Y元素在熔炼过程中净化了熔体,减小了杂质的危害,提高了实验合金的耐腐蚀性能。

摩擦速度对Ti-6Al-4V合金腐蚀磨损的影响

采用腐蚀摩擦磨损试验机,进行了Ti合金/Al2O3摩擦副在林格溶液介质中的腐蚀磨损试验。试验在改变摩擦速度时对材料的耐腐蚀性能及钝化膜的再生能力进行了探讨。结果表明:摩擦破坏了Ti合金表面的钝化膜使电流密度上升。电流密度随摩擦速度的增大而增大。但是,钝化膜再生能力随摩擦速度的增大而减小。摩擦速度影响到磨损形态,速度小时主要以磨粒磨损形态为主,随着速度的增大磨损形态将过渡为腐蚀磨损和粘着磨损。

人工模拟体液中Ti,Ti-6Al-4V合金和Ti-Ni形状记忆合金的缝隙腐蚀行为（英文）

采用电化学方法研究了工业纯钛、Ti-6Al-4V合金和Ti-Ni SMA在Ringer’s人工模拟体液中缝隙腐蚀行为。Ringer’s人工体液中恒电位400 m V的试验结果表明,工业纯钛、Ti-6Al-4V合金和Ti-Ni SMA缝隙试样均发生缝隙腐蚀,随着介质温度的升高,缝隙腐蚀倾向加剧。在Ringer’s人工模拟体液中Ti-6Al-4V合金的腐蚀电位较正,反应电阻增大,阳极极化性能优于工业纯钛和Ti-Ni SMA,提高了抗缝隙腐蚀性能。在Ringer’s人工模拟体液中推导出工业纯钛、Ti-6Al-4V合金和Ti-Ni SMA缝隙试样的缝隙腐蚀动力学方程为:iT,CPTi=0.028 e-2×10-4 t,iT,Ti-6Al-4V=0.0149 e-3×10-4 t,和iT,Ti-Ni SMA=0.4712 e-7×10-4 t表明缝隙腐蚀过程受缝隙表面氯化物盐膜的溶解控制。