铜、锌及其合金的电化学腐蚀研究
本文选题:铜 + 锌 ; 参考:《华中科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:金属铜在宫内节育器(IUD)方面已经有近50年的应用背景,而锌与铜锌合金在IUD方面也有潜在的应用价值,它们都是利用体液腐蚀所释放的金属离子来增强避孕效果或达到其它某些功效,因此它们的腐蚀对新型IUD的研发至关重要。本文选取了三种不同粒径的金属铜颗粒、块体纯铜、块体纯锌和块体黄铜,利用极化曲线、循环伏安和电化学阻抗谱等电化学评价方法,对它们在蒸馏水、生理盐水和模拟宫腔液等三种介质中的腐蚀行为进行了研究。对于微米铜、亚微米铜和纳米铜这三种不同粒径的铜颗粒,研究结果表明,它们在三种溶液中的腐蚀行为不尽相同:在蒸馏水中,微米铜最容易发生腐蚀,纳米铜则最难发生腐蚀;在生理盐水中,纳米铜最容易发生腐蚀,亚微米铜最难发生腐蚀;在模拟宫腔液中,纳米铜最易发生腐蚀,微米铜最难发生腐蚀。此外,在这三种溶液中,微米铜和亚微米铜都同时受电化学控制和扩散控制,而纳米铜则主要受电化学控制。因此,在离子扩散和吸附产物的综合影响下,在蒸馏水和生理盐水中,纳米铜的腐蚀速率都是最大的,而在模拟宫腔液中亚微米铜的腐蚀速率最大。对于纯铜、纯锌和黄铜三种块体金属,测试结果表明:这三种块体金属均在生理盐水中的耐蚀性最差,而在蒸馏水中则最难发生腐蚀。在蒸馏水中,纯铜和纯锌都会因为开始腐蚀时形成的氧化物薄膜吸附在表面而产生一定程度的钝化,但黄铜这一点却并不明显;在生理盐水中,纯铜、纯锌和黄铜都出现了点蚀,其中黄铜还出现脱锌腐蚀;在模拟宫腔液中,复杂络合物以及蛋白质吸附导致纯铜、纯锌和黄铜的腐蚀速率均小于生理盐水中的腐蚀速率。此外,黄铜在蒸馏水、生理盐水和模拟宫腔液中的脱锌腐蚀敏感度是依次增加的。以上研究结果对于今后将不同的铜颗粒,或者锌及铜锌合金引入IUD材料体系中,开发出副作用小而又高效的新型IUD提供了很好的参考和依据。
[Abstract]:Metal copper has been used in IUD for nearly 50 years, and zinc and copper-zinc alloys have potential application value in IUD. They all use metal ions released by body fluid corrosion to enhance contraceptive effects or achieve certain other effects, so their corrosion is crucial to the development of new IUDs. In this paper, three kinds of metal copper particles with different diameters, bulk pure copper, bulk pure zinc and bulk brass were selected, and the electrochemical evaluation methods such as polarization curve, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy were used to evaluate them in distilled water. The corrosion behavior of saline and simulated uterine fluid were studied. For copper particles of different sizes, micron copper, submicron copper and nano-copper, the results show that their corrosion behavior is different in three solutions: micron copper is most likely to corrode in distilled water. Nano-copper is the most difficult to corrode; in normal saline, nano-copper is most likely to corrode, sub-micron copper is the most difficult to corrode; in simulated uterine fluid, nano-copper is the most prone to corrosion, micron copper is the most difficult to corrode. In addition, in these three solutions, both micron copper and submicron copper are controlled by electrochemical control and diffusion control, while nano-copper is mainly controlled by electrochemical control. Therefore, under the influence of ion diffusion and adsorption products, the corrosion rate of nano-copper is the largest in distilled water and saline, while the corrosion rate of sub-micron copper in simulated uterine fluid is the highest. For pure copper, pure zinc and brass, the results show that the corrosion resistance of the three bulk metals is the worst in normal saline, but the most difficult in distilled water. In distilled water, both pure copper and pure zinc are passivated to a certain extent by adsorption on the surface of oxide films formed at the beginning of corrosion, but this is not evident in brass; in saline, pure copper, In the simulated uterine fluid, the complex and protein adsorption resulted in the corrosion rate of pure copper, and the corrosion rate of pure zinc and brass was lower than that in normal saline. In addition, the corrosion sensitivity of brass in distilled water, saline and simulated uterine fluid increased in turn. These results provide a good reference and basis for the development of new IUDs with small side effects and high efficiency by introducing different copper particles or zinc and copper-zinc alloys into the IUD material system in the future.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG178
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