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医用无镍不锈钢作为骨植入材料的研究与应用
目前传统不锈钢广泛用于骨植入材料,然而其植入器件仍存在力学强度不足导致的断裂,耐蚀性不足导致的无菌性松动和生物相容性有待进一步提高等问题.近年来中科院金属研究所等研究机构在无镍不锈钢的应用基础研究方面取得了重要的进展,其优异的综合性能对提高骨植入器械在临床应用中安全性具有重要意义.本文主要综述了医用无镍不锈钢作为骨植入材料的新研究进展和开发产品的临床应用现状,展望了其在骨修复领域中未来的应用前景.
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TiN涂层对牙科NiCr合金耐蚀性能的影响
目的:在模拟口腔环境中,研究氮化钛(TiN)涂层对镍铬(NiCr)合金耐腐蚀性能的影响.方法:选用烤瓷内冠常用的NiCr合金.制作成10mm×10mm×3mm规格的试件,采用电弧离子镀物理气相沉积技术,在其表面沉积一层厚为2.5μm的TiN涂层.将涂层前、后的试件分别置于人工唾液中,通过电化学工作站进行塔菲尔极化曲线分析.结果:塔菲尔极化曲线图形可见,NiCr合金表面TiN涂层后,表现出阳极和阴极极化曲线低平,自腐蚀电位向正方向移动,维钝电流降低,钝化区间变大.自腐蚀电位从-0.2487V上升至-0.0685V,自腐蚀电流密度从0.2628μA·cm-2下降至0.1895μA·cm-2,破钝电位从0.8505V上升至1.2566V.结论:TiN涂层可提高NiCr合金的耐腐蚀性能.
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表面涂层技术对镍铬合金耐蚀性能的影响
目的在模拟口腔环境中,研究镍铬合金表面涂钛前后,对抗酸腐蚀能力的变化.方法采用溶胶-凝胶沉积金属钛的表面涂层法,应用ZF-3恒电位仪,测定镍铬合金表面涂钛前后,在不同pH值条件下的极化曲线.结果 镍铬合金表面涂钛处理前,pH=7.0时,电极电位为-160 mV,自腐蚀电流密度为0.262μA@cm-2;pH=5.6时,分别为-182 mV及0.352μA@cm-2.随着pH值降低,电位和电流密度下降,材料容易被腐蚀.涂钛处理后,pH=7.0时,电极电位为-71 mV,自腐蚀电流密度为0.152μA@cm-2;pH=5.6时,分别为-89 mV及0.174μA@cm-2,表明涂钛后,材料的腐蚀速度降低.结论不论涂钛前或涂钛后,酸性环境同样使镍铬合金耐腐蚀能力下降;而在酸性环境,涂钛后镍铬合金耐蚀性能优于涂钛前,中性环境也如此.说明镍铬合金表面涂钛能提高金属的耐酸性能.
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TiN涂层对牙科钴铬合金耐蚀性能的影响
目的 在模拟口腔环境中,研究氮化钛(TiN)涂层对牙科钴铬(Co-Cr)合金耐蚀性能的影响.方法 选取临床常用的钴铬合金,制作成10 mm×10 mm×3 mm规格的试件,采用电弧离子镀物理气相沉积技术,在试件表面沉积一层2.5μm厚的TiN涂层.将沉积涂层前后的试件分别置于人工唾液中,通过电化学工作站进行极化曲线分析.结果 塔菲尔极化曲线图形显示,钴铬合金表面经TiN涂层后表现出阳极和阴极极化曲线低平,自腐蚀电位向正方向移动,钝化区间变长.观察环行阳极极化曲线图形发现,TiN涂层后无明显滞后面积.结论 TiN涂层可提高钴铬合金的耐蚀性能.
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氯离子浓度对磁性固位体耐蚀性能的影响
目的在介质氯离子浓度提高的条件下，研究三种磁性固位体外包裹容器——不锈钢的耐腐蚀能力。方法三种磁性固位体分别浸泡于人工唾液中，氯化钠浓度为3％。实验方法包括恒电位法极化曲线试验、浸泡试验及扫描电镜技术，以分析材料的腐蚀速度。结果氯离子浓度升高，三种磁性固位体的腐蚀速度都明显加快。金属离子释放增多，铁离子浓度与对照组相比增多近十倍。结论在高氯环境中，三种磁性固位体的耐腐蚀性能降低，这将影响它们的使用寿命。
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变形链球菌对镍铬合金耐蚀性能的影响
目的 研究变形链球菌对镍铬合金耐蚀性能的影响.方法 变形链球菌接种于TSB溶液, 增菌活化, 浓度达到105 ～ 106 CFU/mL.经恒电位测量极化曲线得到镍铬合金在有或无变形链球菌条件下自腐蚀电流密度和腐蚀电位;运用X-射线光电子能谱技术(XPS),分析镍铬合金在电化学腐蚀后表面元素成分的变化.结果 镍铬合金的自腐蚀电流密度和腐蚀电位,无菌条件下分别为53.5 μA/cm2和-62 mV, 变形链球菌存在条件下分别为75.7 μA/cm2和-220 mV;XPS分析显示,细菌腐蚀使镍铬合金表面新增了氯、硫、钙等元素.结论 变形链球的新陈代谢破坏了镍铬合金表面的氧化膜而形成生物膜,因此降低了材料的耐蚀性能.
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人工唾液中氯化钠浓度对钴铬、镍铬、含钛镍铬合金腐蚀行为的影响
目的:在人工唾液中氯化钠浓度升高的条件下,用电化学阻抗谱研究3种牙科常用合金(钴铬、镍铬、含钛镍铬合金)腐蚀行为的变化.方法:测定在人工唾液中氯化钠浓度分别为0.9%、2%、3%的条件下,3种合金的电化学阻抗谱,将各体系中合金界面电容和电荷转移电阻拟合,分析其腐蚀机制和耐腐蚀性能的变化.结果:随着氯化钠浓度升高,3种合金的界面电荷转移电阻(Rt值)都分别减小,界面电容(Qdl)增大,腐蚀反应过程加剧,抗蚀能力降低.但钴铬合金的Rt值是大的.结论:在高氯环境中,3种合金腐蚀反应加快,抗腐蚀能力均降低,但钴铬合金抗腐蚀能力相对较强,这将影响它们的使用寿命.
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口腔用生物金属材料的耐蚀性能
口腔用生物金属材料通常需要具有高耐蚀性,在口腔环境中若能充分维持其固有的耐蚀性能,发生大的腐蚀损伤的可能性很小.由于牙齿形状特殊,往往采用铸造、与异种金属焊接等方法,所以装置在口腔中的环境不一定是理想的状态.随着口腔医学的迅猛发展,用于口腔中的金属材料不仅要求其具有耐蚀性,更要求其对人体组织有高度的安全性.
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pH值对磁性固位体耐蚀性能的影响
目的研究人工唾液的酸碱度在偏酸性的条件下,3种磁性固位体外包裹容器的耐腐蚀能力的改变.方法将3种磁性固位体浸泡于人工唾液中,介质pH值分为5.6和7.0两组,实验温度36.5 ℃,时间6个月.采用恒电位法测定极化曲线实验、浸泡实验及扫描电镜方法,分析材料的耐腐蚀能力.结果 pH值下降,磁性固位体外包裹容器--不锈钢中铁离子的溶出量提高近10倍.表明在偏酸性的环境中,3种材料的腐蚀速度都加快.结论磁性固位体的耐酸性能力相对较差,这将影响他们的使用寿命.
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镍铬合金涂覆有机金浆后的电化学腐蚀研究
目的:研究镍铬合金表面涂覆有机金浆前后的电化学腐蚀性能的变化.方法:电化学腐蚀法测试镍铬合金用有机金浆涂覆前后的腐蚀行为.结果:经表面涂覆金膜处理的镍铬合金的自腐蚀电位明显高于未经表面处理的合金.结论:经金浆涂层不同厚度处理的镍铬合金在口腔环境中的防腐蚀性较未经表面金浆涂层处理的镍铬合金明显提高.故镍铬合金表面涂覆有机金浆膜有较好的应用前景.
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阳极氧化铝合金牙弓夹板的体外抗腐蚀研究
牙科用合金在口腔环境中的腐蚀已引起重视.铝合金的阳极氧化被广泛用于工业铝材的防腐和表面装饰,但未见用于牙弓夹板表面处理的文献报道.如何增加铝合金牙弓夹板的耐腐蚀性,降低铝离子析出,提高其生物相容性是迫切需要解决的问题.本文采用电化学阳极氧化技术对铝合金牙弓夹板进行表面氧化处理,以失重法与微波等离子体炬原子发射光谱法研究其阳极氧化膜的耐蚀性能.
