Analyse des propriétés de corrosion des matériaux médicaux en titane.

En tant que matériau fonctionnel important, le titane médical est largement utilisé dans l'aérospatiale, l'industrie énergétique, les fournitures médicales et d'autres domaines en raison de ses avantages de faible densité, de résistance spécifique élevée et de bonne résistance à la corrosion.

1. Corrosion du titane

Le titane est un métal thermodynamiquement instable avec un potentiel de passivation relativement négatif et le potentiel d'électrode standard est de -1,63 V. Par conséquent, il est facile de former un film d’oxyde ayant des propriétés passivantes dans l’atmosphère et en solution aqueuse, et présente une bonne résistance à la corrosion.

1. Résistance à la corrosion du titane dans différents milieux

Il est très important d’étudier la résistance à la corrosion des matériaux médicaux. D’une part, certains ions métalliques ou produits de corrosion des matériaux implantés pénètrent dans les tissus biologiques, ce qui peut déclencher des réactions physiologiques à des degrés divers ; en revanche, du fait de la présence de fluides corporels, les performances de certains matériaux peuvent être sérieusement dégradées, provoquant des dommages rapides, voire invalides. L'environnement du corps humain est relativement complexe, ce qui est plus susceptible de provoquer la dissolution d'oligo-éléments et de modifier la stabilité de la couche d'oxyde. Un léger frottement peut endommager à des degrés divers le film de passivation formé sur la surface du titane. Par exemple, dans un environnement pauvre en oxygène, la stabilité de la couche d’oxyde est affaiblie. Lorsqu’il est endommagé, il ne peut pas être réparé immédiatement ou une nouvelle couche d’oxyde se forme, ce qui le rend plus susceptible de provoquer de la corrosion. Cette situation est d’autant plus inévitable lors de mouvements répétés du corps humain et de l’utilisation d’équipements. La déformation plastique modifiera l’état structurel du matériau, affectant ainsi ses performances en matière de corrosion. Différents degrés de déformation plastique ont des effets très différents sur les propriétés de corrosion des matériaux. Lors du processus de déformation plastique, la concentration des contraintes internes provoque des défauts au niveau de l'interface et des grains. Par conséquent, la déformation plastique affaiblit la résistance à la corrosion du matériau.

2. Mécanisme de corrosion du titane

Le titane est un élément de transition du groupe IVB. Il est chimiquement actif et possède une grande affinité avec l’oxygène. Dans tout milieu contenant de l'oxygène, un film de passivation dense se forme facilement à la surface du titane. Ce film de passivation est mince et son épaisseur est généralement de quelques nanomètres à plusieurs dizaines de nanomètres. L'existence d'un film de passivation en alliage de titane réduit la zone de dissolution du tensioactif et ralentit la vitesse de dissolution, résistant ainsi aux dommages causés par la dissolution. De plus, le film de passivation peut également être automatiquement réparé et former rapidement un nouveau film protecteur lorsqu'il est endommagé. Le titane présente donc une bonne résistance à la corrosion. Les formes de corrosion du titane métallique implantées dans les organismes vivants peuvent être divisées en corrosion par piqûre, corrosion sous contrainte, corrosion caverneuse, corrosion galvanique et corrosion par usure, etc.