鎳鈦合金抗腐蝕性研究

摘 要：目前在醫學上廣泛的使用鎳鈦合金，這主要是由于它有許多的優勢特征，比如其形狀記憶特征非常的優秀，而且具有超彈性特征。不過其中存在的鎳本身存在細胞毒性特征，導致其抗腐蝕的特征就變得非常的關鍵。文章重點的分析了它的該項特性的探索措施以及鎳鈦合金腐蝕的電解質因素、鎳鈦合金表面結構對鎳鈦合金抗腐蝕性影響的研究進展。

關鍵詞：鎳鈦合金；抗腐蝕性；氧化層

最近，使用最為頻繁的抗腐蝕的措施是改善其外表的構造，進而得到全新形式的氧化層。事實證明效果非常的優秀，大大提升了其生物相容特征。

1 通過動電位測試活動來檢測其抗腐蝕特征

該項測試活動主要的是當金屬絲出現點狀或者縫隙腐蝕等現象的時候，腐蝕局限在金屬電極端的實驗利用它可以觀察金屬合金發生點狀或縫隙腐蝕時的表面電流和電壓變化情況。結合對電壓以及電流變動數值的分析來得出腐蝕有關的數據內容。很多人通過此項實驗來分析各種合金外表的應對措施，即機械拋光、電解法拋光、空氣中熱處理形成的草黃色氧化層、鹽浴中熱處理形成的藍色氧化層等處理后的金屬作為電極時發生點狀或縫隙腐蝕時的電壓和電流的變化情況，發現MP的鎳鈦合金活化電壓最低，按照鎳鈦合金活化電壓的高低依次為BO>CP>EP>SCO>MP，腐蝕電流密度和腐蝕速率依次為CP

樣品的抗腐蝕性也可用崩解電壓、再鈍化電壓和腐蝕電壓來表現。用崩解電壓和腐蝕電壓解釋材料的腐蝕抵抗力的標準依據有：如果電壓處在上述的第一種和最后一種電壓之間的時候，我們發現惰性金屬屬于一種靜態的形式。如果電壓超過第一種數值的時候，物質就會被嚴重的侵蝕，而且會逐漸的形成點腐蝕的問題，假如第二種電壓低于第三種的時候，我們發現氧化層受到嚴重的損害，而此時金屬絲的狀態非常的高效，而且會逐漸的發展成為點腐蝕的狀態。如果上述的情況是相反地狀態下的時候，金屬會出現嚴重的鈍化現象，假如鈍化現象是關鍵的，其點腐蝕的幾率將不大。第一種電壓和第二種的差數和金屬本身的點腐蝕的對抗性有著非常緊密的關聯，假如數值非常大的話，代表金屬本身的抵抗力就弱。運用此項測驗活動來具體的分析問題，有著許多的優勢，比如非常方便，而且性能很好，不過具體的結果和原子吸收光譜法所測的鎳元素釋放量存在著差異，具體導致這種情況的要素還要我們深入的分析。

2 淺析電解質對性能帶來的作用

鎳鈦合金弓絲在口腔環境中的腐蝕受到多方面的影響，有許多種的腐蝕，然而口腔環境中的電解質對鎳鈦合金的腐蝕是基本的也是主要的腐蝕，運用體外實驗可以模仿這個過程。體外實驗研究顯示，溶液的pH值、溫度、氯離子、氟離子、氧濃度等對鎳鈦合金的抗腐蝕性具有比較大的影響，尤其是氟離子對其作用最為明顯。學者們采用人工唾液浸泡實驗研究鎳鈦弓絲的鎳元素釋放，結果顯示在眾多的作用要素中，pH值的作用最為顯著，假如此數非常大的話，那么鎳的釋放就會非常的小。有學者采用酸性含氟溶液的浸泡實驗研究pH值和溫度對正畸鎳鈦弓絲的腐蝕影響，發現pH值為3.5時，溶液溫度60℃組的鎳鈦弓絲的鎳元素釋放最多，此時弓絲的外表發生了非常顯著地侵蝕現象。如果pH值等于6，其釋放量和氣溫之間并不存在非常顯著地關聯。如果溶液達到5℃時，我們發現弓絲的外表會發生非常小的侵蝕現象，和pH數之間并不存在非常緊密的關聯。通過上述的分析，我們發現，當溫度適宜，并且pH數合理的情況下，物質才會出現非常顯著地侵蝕現象，通常口腔有著適宜的氣溫，當菌斑黏附于合金表面耗糖產酸時又可以提供合適的pH值環境，所以，其必然會存在著嚴重的侵蝕現象。氟離子對鈦和鈦合金的保護性氧化層具有侵襲性，能夠減輕鈦以及其合金外層的氧化層物質。氟離子與TiO反應形成TiOF2，能夠降低并且影響到外表的鈦氧化物質，使其不具備合理的抵御侵蝕的性能，導致鈦以及其外表發生點狀以及縫隙性的腐蝕現象。電化學研究也表明，介質中含有氟離子時鈦和鈦合金的抗腐蝕性將會受到沖擊，溶液中添加氟時降低了鈦的激活電壓，會促使鈦出現侵蝕問題。

3 外層構造對鎳鈦合金抗侵蝕性的作用分析

由于生產單位不同，所以得到的鎳鈦弓絲也有著非常不一樣的抵御侵蝕的特性，這主要是因為它們的外層構造不一。有學者研究發現，不同廠家的鎳鈦弓絲表面具有相同的成分，主要為TiO2，還有少量的NiO。大體上看其外表的鈍化物的組成要素大致是一樣的，不過外在的構造等有著十分大的差異。電位實驗表明，表面結構與鎳鈦弓絲的腐蝕電位、腐蝕速率、鈍化層電流、崩解電勢、縫隙腐蝕易感性等具有相關性。

4 處理外層給物質的性能帶來的作用簡介

鎳鈦合金表面常用處理方法有機械拋光、電解法拋光、熱處理和化學鈍化等。相關的數據表明，前兩種措施處理后的物質的外表存在著非常一致的粗糙性，其數值分別為8nm和6nm，不過外表的形態存在顯著地差異，第二種表現出的優勢更加的明顯。電解法拋光后樣品表面的Ti和Ni的質量分數發生明顯變化，Ni的質量分數從11.5%降至1%，并且最表層的Ti/Ni比值從0.9升至15。這樣電解法拋光的樣品表層將含有更多的Ti。AES分析機械拋光和電解法拋光樣品的深度圖像后發現，經這兩種方法處理的樣品氧化層厚度相近，均為4nm。因為通過第二種措施處理后的物體其外表中有非常多的鈦，而鎳的分量較少，因此，經過后一種措施處理的物質本身的抗腐蝕的性能更加的優越。而還有專家研究得到結論，電解法拋光樣品的崩解電壓高于機械拋光樣品，而電解法拋光樣品的腐蝕電流值遠低于機械拋光樣品。上述的內容非常顯著地體現了一點，即通過第二種措施得到的性能比第一種的性能要優秀一些。而一些專家對后續的三種措施開展的研究發現，它們在提升物質的抵御腐蝕的性能方面有非常顯著地優勢特征。通過深入的分析，我們得出一個結論，通過處理得到的物質外表比一般的要更加的平順，并且可以去除殘缺的表面氧化層獲得更加均勻一致的氧化層。所以鎳鈦合金抗腐蝕能力的提高應該與合金表面的均勻一致的更加完整無缺的表面氧化層有關。他們同時還觀察了氧化層深度與抗腐蝕能力的關系，發現電解法拋光與化學鈍化的氧化層厚度相近，并且最薄，其次為熱處理，未處理的對照組氧化層最厚，然而它們的抗腐蝕能力卻成反向關系，通過上述的分析，我們可以得出一個結論，即氧化層本身的高度和抵御侵蝕的性能之間并沒有非常緊密的關聯，起到的作用并非是最為顯著地。他們認為均勻一致的完整無缺的光滑的表面氧化層是鎳鈦合金抗腐蝕性的主要因素。

5 結論

通過上面的敘述，我們得知新的工藝措施被廣泛的用到提升上述物質的抵御侵蝕的性能，其中的鎳元素的將會最少，而其生物安全體現出的不利現象也會得到很好地解決。因為它具有非常優秀的物理性特征，所以鎳鈦合金才可以大量的使用到醫學活動之中。