钝化对医用高氮无镍不锈钢耐蚀性的影响

发布时间：2023-03-20 04:05

　　与传统奥氏体不锈钢相比,氮(N)合金化使高氮无镍不锈钢获得优异的耐点蚀能力、力学性能和生物相容性,在医用植入物中具有巨大的应用潜力。高氮钢以N元素代替镍(Ni)元素稳定奥氏体组织,可以有效避免Ni离子溶出对人体的毒性作用。但是高氮钢中为增加N溶解度而大量增加的Mn元素,这会大幅度降低不锈钢的耐均匀腐蚀能力,而大量金属离子溶出会明显降低其生物相容性。基于此,本文研究硝酸钝化对高氮钢的耐均匀腐蚀性能的影响规律和机制。另外,本文试图开发出一种更加简单和环保的钝化的处理方式,并且初步研究钝化对高氮钢表面性能的影响。本文得到如下主要结论:(一)高氮钢的耐均匀腐蚀能力明显低于316L不锈钢和Ti6Al4V合金,其主要的溶出离子是Fe离子和Mn离子。硝酸钝化后,高氮钢腐蚀速率可降至1/20,明显优于钝化后的316L不锈钢,与Ti6Al4V相当。硝酸钝化温度、浓度和时间三者均对高氮钢的耐均匀腐蚀性能有影响,其中温度对高氮钢耐均匀腐蚀性能的影响最为显著,而硝酸浓度对耐蚀性影响较小。随着温度的升高,高氮钢的耐均匀腐蚀性能逐渐增强,而随着硝酸浓度的增加,高氮钢耐均匀腐蚀性能仅稍微增强。硝酸钝化后,高氮钢的耐...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 生物医用金属材料
        1.1.1 生物医用材料概述
        1.1.2 生物医用金属材料
    1.2 高氮无镍不锈钢的研究进展
        1.2.1 医用不锈钢概述
        1.2.2 高氮无镍不锈钢的发展
        1.2.3 高氮无镍不锈钢存在的问题
    1.3 不锈钢的表面钝化研究
        1.3.1 硝酸钝化处理
        1.3.2 钝化膜的形成
        1.3.3 钝化膜的成分、结构和性质
    1.4 本文的研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 钝化处理
    2.3 电化学测试
    2.4 离子溶出实验测试
    2.5 XPS测试
    2.6 接触角与润湿性
    2.7 表面电荷性
第3章 硝酸钝化对高氮钢耐蚀性的影响
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果
        3.3.1 动态极化曲线
        3.3.2 电化学阻抗谱分析
        3.3.3 离子溶出实验分析
        3.3.4 XPS分析
    3.4 讨论
        3.4.1 硝酸钝化对耐均匀腐蚀性能的影响
        3.4.2 钝化因素对耐均匀腐蚀性能的影响
        3.4.3 钝化膜的结构和成分对耐均匀腐蚀性能的影响
    3.5 小结
第4章 水钝化对高氮钢耐蚀性的影响
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
    4.3 实验结果
        4.3.1 电化学实验结果
        4.3.2 电化学阻抗谱分析
        4.3.3 离子溶出实验
        4.3.4 XPS分析
    4.4 讨论
        4.4.1 水钝化对耐均匀腐蚀性能的影响
        4.4.2 钝化膜的结构和成分对耐均匀腐蚀性能的影响
    4.5 小结
第5章 钝化对高氮钢表面性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验方法
    5.3 实验结果
        5.3.1 接触角与润湿性
        5.3.2 表面张力
        5.3.3 表面电性能
        5.3.4 讨论
    5.4 小结
第6章 全文总结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果
作者简介



本文编号：3766648