纯钛在Hank's溶液与生理盐水中的复合微动腐蚀研究

"本文详细研究了纯钛(TA2)在Hank's溶液和生理盐水中的复合微动腐蚀特性。通过球/平面接触方式的实验，分析了在不同径向载荷和微动循环周次下的腐蚀磨损情况。实验表明，在相同条件下的比较中，TA2在Hank's溶液中的腐蚀磨损程度小于生理盐水。这主要是由于Hank's溶液中的耗散能相对较低。此外，研究还揭示了两种介质中TA2的主要磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损。这些发现对于理解生物医学环境中钛合金的耐久性和生物相容性具有重要意义。" 在这篇2008年的论文中，研究人员专注于纯钛(TA2)在两种生物相关溶液——Hank's溶液和生理盐水中的微动腐蚀行为。他们采用了一种名为球/平面接触的方式进行实验，模拟实际应用中可能遇到的接触条件。实验设置了不同的最大径向载荷（100、200和300牛顿）和固定的接触角（45度），并让系统经历5万次的微动循环。 实验结果显示，无论在Hank's溶液还是生理盐水中，纯钛的复合微动腐蚀过程都表现出F-D曲线的准梯形和椭圆形两个阶段的特点。这意味着在微动过程中，材料的损伤是逐步累积的，并且受到动态载荷的影响显著。然而，一个关键的发现是，当载荷条件相同时，TA2在Hank's溶液中的材料损失量较生理盐水要小。这可能是因为Hank's溶液的化学环境导致了较低的耗散能，从而减少了材料的腐蚀速率。 进一步的分析表明，不论是哪种溶液，TA2的微动磨损主要由两种机制主导：磨粒磨损和剥层磨损。磨粒磨损通常是由微小颗粒在接触表面造成的机械磨损，而剥层磨损则涉及材料表面层的脱落。这两种机制的理解有助于解释为何在不同溶液中TA2的腐蚀性能有所差异。 这些研究结果对于生物医学领域尤其重要，因为纯钛及其合金广泛用于制造植入物，如关节和牙科器械。了解它们在人体内环境（如Hank's溶液或生理盐水）中的腐蚀行为，可以优化设计，提高植入物的耐久性和生物相容性。此外，对微动腐蚀特性的深入认识也为材料表面处理和防腐策略提供了理论支持。