氮化钛膜对镍铬合金耐腐蚀性能影响的实验研究

发布时间：2020-04-22 00:12

【摘要】：目的：通过对临床常用镍铬合金表面进行镀氮化钛膜后，在模拟人体温度37℃的人工唾液中，变化pH和氟离子浓度，用以观察镍铬合金在不同条件下的耐腐蚀性，并做出综合性评定，为进一步对含有镍铬合金的修复材料腐蚀防护提供实验依据。方法：1镍铬合金铸件的制作：选择直径为5mm的蜡线，铸造包埋制成48个镍铬合金试件,应用数控机床把每个试件车成均为长30mm,直径为3mm的圆柱形，均无肉眼可见的变形和沙眼。将全部镍铬合金的暴露面用400目、600目、800目、1000目水砂纸磨平，再用400目、800目、1200目金相砂纸以顺序磨光。然后把镍铬合金试件随机分成两组，即A组，B组。A组：应用物理气相沉积技术在表面均匀的镀上一层厚度为2.5μm的氮化钛镀层，B组为对照组不做处理。试件体部用环氧树脂密封，一端露出接导线，一端暴露备用，其暴露面积为7.065mm~2。暴露面应用95%的酒精擦拭，使其浸入人工唾液中20分钟，使试件暴露面趋于稳定状态时，备用。2实验分组：分别配置人工唾液如下，a组（ph6.8）,b组（pH6.8，0.1%F-），c组（pH6.8，0.2%F-），d组（pH4），e组（pH4，0.1%F-），f组（pH4，0.2%F-）六种人工唾液。3在a,b,c,d,e,f六种人工唾液中分别加入A组和B组试件，通过电化学工作站进行分析，得到浸泡初电位(Ecorr)、塔菲尔曲线及自腐蚀电流（Icorr），进而进行比较分析实验结果： 1自然腐蚀电位E(mv). 1.1在a,b,c,d,e,f溶液中两两比较镀膜组和非镀膜组的差别。在b,c,d组中E（A）E（B）有统计学意义（p0.05）。在a,e,f组中E（A）E（B）,但无统计学意义（p0.05）。 1.2在pH值一定的条件下，氟离子浓度变化对镀膜组和非镀膜组自然腐蚀电位的影响。在pH值为6.8的条件下，A组，E(a组)E(b组)E(c组),三者之间有统计学意义（p0.05），其中E(a组)与E(b组)无明显差别（p0.05）。B组E(a组) E(b组) E(c组),三者之间有统计学意义（p0.05）。其中E(a组)与E(b组)无明显差别。在pH值=4的条件下，A组E(d组)E(e组)E(f组),,三者之间无统计学意义（p0.05）。B组E(d组)E(e组) E(f组),三者之间接近统计学意义（p=0.052）。 1.3在溶液中氟离子浓度不变的条件下， pH值变化对镀膜组和非镀膜组的自然腐蚀电位的变化。在不含氟离子的溶液中(a组和d组)，A组E(pH6.8)E(pH4)，但两者无统计学意义（p0.05）。B组E(pH6.8)E(pH4)，（p=0.051），接近统计学意义。在溶液中含有0.1%F-浓度组中(b组和e组)，A组，B组均无统计学意义（p0.05）。在溶液中含有0.2%F-浓度组中(c组和f组)，A组E(pH6.8)E(pH4)，但两者无统计学意义（p0.05）。B组E(pH6.8)E(pH4),两者之间有统计学意义（p0.05） 2腐蚀电流密度I（μA/cm~2） 2.1在a,b,c,d,e,f溶液中两两比较镀膜组和非镀膜组的差别。在a,c,d,e,f组中I（A）I（B）有统计学意义（p0.05）。在b组中I（A）I（B）,无统计学意义（p0.05）。 2.2在pH值一定的条件下，比较溶液中氟离子浓度变化时，镀膜组和非镀膜组的腐蚀电流密度变化。在pH值为6.8的条件下，A组I（a组）I(b组)I(c组),有统计学意义（p0.05），其中含0.1%F-浓度组与含0.2%F-浓度组无统计学意义（p0.05）B组I（a组）I(b组)I(c组)，有统计学意义（p0.05），其中无Fˉ组与含0.1%F-组无统计学意义（p0.05）。在pH值为4的条件下，A组I（d组）I(e组)I(f组)，有统计学意义（p0.05），其中无Fˉ组与含0.1%F-组无明显差异，无统计学意义（p0.05）。B组I（d组）I(e组)I(f组)，有统计学意义（p0.05）。 2.3在溶液中氟离子浓度不变的条件下，比较pH值变化的条件下，镀膜组和非镀膜组的腐蚀电流密度变化。在无氟离子添加组中(a组和d组)，A组，B组中I（pH6.8）均小于I（pH4），但两者间无统计学意义（p0.05）。在含0.1%F-浓度组中(b组和e组)，A组I（pH6.8）I（pH4），无统计学意义（p0.05）。B组I（pH6.8）I（pH4），两者有统计学意义（p0.05）。在含0.2%F-浓度组中A组(c组和f组)，B组中I（pH6.8）均小于I（pH4），两者有统计学意义（p0.05）。结论： 1在pH6.8时，无添加F-的条件下，实验组和对照组浸泡初电位结果分析表明：两组合金耐腐蚀性无明显差别。腐蚀电流密度结果显示镀膜组腐蚀电流密度小于对照组腐蚀电流密度，耐腐蚀性高于对照组。随着pH降低，F-浓度增加，镀膜组浸泡初电位向负方向变化幅度小，腐蚀电流增加幅度小，提示实验组耐腐蚀性能均高于对照组。 2在pH6.8，变化F-浓度条件下，随着F-浓度的增高，实验组和对照组比较结果分析表明：从浸泡初电位和腐蚀电流密度的变化来看，均受影响，但实验组浸泡初电位向负方向变化幅度小，腐蚀电流增加幅度小，说明实验组更稳定，耐腐蚀性更高。在pH4时，随着F-浓度的增加，镀膜组和对照组从浸泡初电位和腐蚀电流密度的变化分析表明：实验组无明显变化，对照组浸泡初电位向负方向变化幅度和腐蚀电流密度增加幅度均较大，，说明实验组更稳定，耐腐蚀性较高。 3在同一F-浓度时，比较中性环境和酸性环境下，镀膜组和对照组腐蚀性变化。从浸泡电位上来看，镀膜组浸泡初电位向负方向变化幅度较小，对pH值的减小不敏感，耐腐蚀性较高；对照组随pH值的减小浸泡初电位向负方向变化幅度较大。从腐蚀电流密度上来看，镀膜组和对照组均受影响，但镀膜组腐蚀电流密度增加幅度更小，所以稳定性更高，即耐腐蚀性更好。
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R783.1

【参考文献】