CN111044437A - 一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法 - Google Patents

一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，包括如下步骤：选取块状树脂材料，通过切割形成立方体模具；在立方体模具的中心位置，切割出符合实验需求的缝隙尺寸的凹槽；通过切割加工，加工出长条形的镁片；将镁片与具有凹槽的立方体模具捆绑，镁片与凹槽同向，分别浸泡在超纯水、生理盐水、PBS溶液、m‑SBF溶液或其他溶液中，观察镁的缝隙腐蚀现象。该方法的有益效果是：通过加工特定尺寸的模具，调整镁所处的缝隙尺寸环境，观察镁的缝隙腐蚀现象，通过将样品浸泡在不同的溶液中，探究不同的溶液成分对镁缝隙腐蚀的影响，得到镁产生缝隙腐蚀的溶液离子环境，通过构建不同的缝隙尺寸与溶液离子环境，得到镁产生缝隙腐蚀的具体条件。

Description

一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法
技术领域
本发明涉及一种探究方法，具体为一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，属于镁缝隙腐蚀行为实验应用技术领域。
背景技术
镁及镁合金拥有许多突出的性能：密度低，做为构件时质量轻，与此同时又拥有良好的力学性能，包括比强度和比刚度高、减震性能和抗冲击性能良好等；当镁作为医用金属材料时，又具有成本低廉、低密度、良好的力学相容性，良好的生物相容性，生物可降解性等独特的优势；而镁的腐蚀问题则是其应用于医用植入器械领域的一大阻碍；镁金属的耐蚀性差，化学性质活泼，尤其是在含有氯离子的人体体内环境中，其腐蚀速率更是大大加快；过快的降解使得镁金属植入物在还未完成其医学治疗使命就已经失去机械完整性，并且造成氢气析出和局部环境严重碱化。
现有的金属缝隙腐蚀测试方法如GB/T 13671-1992、GB/T 10127-2002。但这些方法适用于不锈钢等以氧浓差电池为原理的金属缝隙腐蚀，而镁缝隙腐蚀有着不同的原理和诱发环境，现有的缝隙腐蚀测试方法并不适合用于镁缝隙腐蚀现象的观察和机理的探究。
在现有技术中可能缺少镁缝隙腐蚀行为的探究实验的方法和步骤，不便于将镁缝隙腐蚀行为通过实验数据形式来展示，从而可能不便于学习者直观地进行观察，学习探究。因此，针对上述问题提出一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，所述探究方法包括如下步骤：
A、模具的制作:选取块状树脂材料，通过切割形成立方体模具；
B、凹槽的切割加工：在立方体模具的中心位置，切割出符合实验需求的缝隙尺寸的凹槽；
C、高纯镁片或镁合金片的切割制成:通过切割加工，加工出长条形的镁片；
D、缝隙环境的构造：将镁片与具有凹槽的立方体模具捆绑，镁片与凹槽同向，分别浸泡在超纯水、生理盐水、PBS溶液、m-SBF溶液或其他溶液中，观察镁的缝隙腐蚀现象。
优选地，所述树脂材料为环氧树脂；所述符合实验需求的缝隙尺寸为宽3mm、深度0.2～1.5mm。
优选地，所述步骤A中切割后形成的立方体模具的边角处应进行倒角处理，避免具有毛刺。
优选地，所述步骤A中进行立方体模具的切割时，切割加工完成的立方体模具通过托盘进行放置，顶部通过毛巾和/或布料进行覆盖。
优选地，所述步骤B中进行凹槽的切割加工时，立方体模具通过台虎钳进行夹持，加工时，立方体模具位置锁紧，不移动。
优选地，所述步骤B中凹槽的切割加工完成后，通过冲孔机进行冲出，冲出后进行打磨，保障尺寸精度。
优选地，所述步骤C中镁片的切割时，通过切割机进行切割，切割时，产生的碎屑通过毛刷进行清扫，实现聚拢收集。
优选地，所述步骤D中镁片与模具之间采用尼龙绳进行捆绑。
优选地，所述步骤D中超纯水、生理盐水、PBS溶液、m-SBF溶液均采用敞口容器进行盛放。
优选地，所述步骤D中浸泡时长为4天，且每24小时测量一次溶液的pH值，观察镁片的腐蚀是否达到平衡状态。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法通过加工特定尺寸的模具，调整了镁所处的缝隙尺寸环境，观察镁的缝隙腐蚀现象，通过将样品浸泡在不同的溶液中，探究不同的溶液成分对镁缝隙腐蚀的影响，得到镁产生缝隙腐蚀的离子环境，通过构建不同的缝隙尺寸与离子环境，得到镁产生缝隙腐蚀的具体条件，便于直观地观察到腐蚀现象，从而便于进行学习探究，进行腐蚀条件的分析。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的方法流程图；
图2为模具例图；
图3为实例测试结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法(流程如图1所示)，所述探究方法包括如下步骤：
(1)模具的制作：通过人工肉眼筛选取用块状环氧树脂，通过切割形成五个10mm*10mm*10mm的立方体模具，立方体模具的边角处应进行倒角处理，避免具有毛刺，然后将立方体模具通过托盘进行放置，顶部通过毛巾和/或布料进行覆盖；
(2)凹槽的切割加工：在立方体模具的中心位置，通过切割机切割出宽3mm的凹槽，五个立方体模具上的凹槽深度分别为0.2mm，0.5mm，0.8mm，1.0mm，1.5mm；进行凹槽的切割加工时，立方体模具通过台虎钳进行夹持，加工时，立方体模具位置锁紧，不移动；切割时，产生的碎屑通过毛刷进行清扫，实现聚拢收集；切割完成后，通过冲孔机进行冲出，冲出后进行打磨，保障尺寸精度；模具结构如图2所示；
(3)镁片(为高纯镁片)的切割制成：通过切割加工，加工出五个长20mm，宽5mm，厚1mm的镁片；
(4)缝隙环境的构造：将五个镁片分别与五个凹槽深度为0.2、0.5、0.8、1.0、1.5mm的立方体模具用尼龙绳捆绑后的样品，浸泡在30ml的超纯水溶液(采用敞口容器盛放，浸没样品为宜)中，浸泡4天，每24小时测量一次溶液的pH值，观察镁片的腐蚀是否达到平衡状态；96小时后取出样品，将镁片在铬酸溶液中超声清洗，然后用酒精清洗并吹干。
上述方法观察到所有样品皆未产生缝隙腐蚀现象(见图3)，实现超纯水环境下镁缝隙腐蚀行为的实验。
实施例2：
一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，所述探究方法包括如下步骤：
(1)模具的制作，通过人工肉眼筛选取用块状环氧树脂，通过切割形成五个10mm*10mm*10mm的立方体模具，立方体模具的边角处应进行倒角处理，避免具有毛刺，然后将立方体模具通过托盘进行放置，顶部通过毛巾和/或布料进行覆盖；
(2)凹槽的切割加工，在立方体模具的中心位置，通过切割机切割出宽3mm的凹槽，五个立方体模具上的凹槽深度分别为0.2mm，0.5mm，0.8mm，1.0mm，1.5mm；进行凹槽的切割加工时，立方体模具通过台虎钳进行夹持，加工时，立方体模具位置锁紧，不移动；切割时，产生的碎屑通过毛刷进行清扫，实现聚拢收集；切割完成后，通过冲孔机进行冲出，冲出后进行打磨，保障尺寸精度；
(3)镁片(为高纯镁片)的切割制成，通过切割加工，加工出五个长20mm，宽5mm，厚1mm的镁片；
(4)缝隙环境的构造，将五个镁片分别与五个凹槽深度为0.2、0.5、0.8、1.0、1.5mm的立方体模具用尼龙绳捆绑后的样品，浸泡在30ml的生理盐水中，浸泡4天，每24小时测量一次溶液的pH值，观察镁片的腐蚀是否达到平衡状态；96小时后取出样品，将镁片在铬酸溶液中超声清洗，然后用酒精清洗并吹干。
上述方法观察到0.2、0.5、0.8mm缝隙条件下的样品产生了缝隙腐蚀现象，1.0、1.5mm缝隙条件下的样品未产生缝隙腐蚀现象(见图3)，实现生理盐水环境下镁缝隙腐蚀行为的实验。
实施例3：
一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，所述探究方法包括如下步骤：
(1)模具的制作，通过人工肉眼筛选取用块状环氧树脂，通过切割形成五个10mm*10mm*10mm的立方体模具，立方体模具的边角处应进行倒角处理，避免具有毛刺，然后将立方体模具通过托盘进行放置，顶部通过毛巾和/或布料进行覆盖；
(2)凹槽的切割加工，在立方体模具的中心位置，通过切割机切割出宽3mm的凹槽，五个立方体模具上的凹槽深度分别为0.2mm，0.5mm，0.8mm，1.0mm，1.5mm；进行凹槽的切割加工时，立方体模具通过台虎钳进行夹持，加工时，立方体模具位置锁紧，不移动；切割时，产生的碎屑通过毛刷进行清扫，实现聚拢收集；切割完成后，通过冲孔机进行冲出，冲出后进行打磨，保障尺寸精度；
(3)镁片(为高纯镁片)的切割制成，通过切割加工，加工出五个长20mm，宽5mm，厚1mm的镁片；
(4)缝隙环境的构造，将五个镁片分别与五个凹槽深度为0.2、0.5、0.8、1.0、1.5mm的立方体模具用尼龙绳捆绑后的样品，浸泡在30ml的PBS溶液中，浸泡4天，每24小时测量一次溶液的pH值，观察镁片的腐蚀是否达到平衡状态；96小时后取出样品，将镁片在铬酸溶液中超声清洗，然后用酒精清洗并吹干。
上述方法观察到0.2、0.5、0.8mm缝隙条件下的样品产生了缝隙腐蚀现象，1.0、1.5mm缝隙条件下的样品未产生缝隙腐蚀现象(见图3)，实现PBS溶液环境下镁缝隙腐蚀行为的实验。
实施例4：
一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，所述探究方法包括如下步骤：
(1)模具的制作，通过人工肉眼筛选取用块状环氧树脂，通过切割形成五个10mm*10mm*10mm的立方体模具，立方体模具的边角处应进行倒角处理，避免具有毛刺，然后将立方体模具通过托盘进行放置，顶部通过毛巾和/或布料进行覆盖；
(2)凹槽的切割加工，在立方体模具的中心位置，通过切割机切割出宽3mm的凹槽，五个立方体模具上的凹槽深度分别为0.2mm，0.5mm，0.8mm，1.0mm，1.5mm；进行凹槽的切割加工时，立方体模具通过台虎钳进行夹持，加工时，立方体模具位置锁紧，不移动；切割时，产生的碎屑通过毛刷进行清扫，实现聚拢收集；切割完成后，通过冲孔机进行冲出，冲出后进行打磨，保障尺寸精度；
(3)镁片(为高纯镁片)的切割制成，通过切割加工，加工出五个长20mm，宽5mm，厚1mm的镁片；
(4)缝隙环境的构造，将五个镁片分别与五个凹槽深度为0.2、0.5、0.8、1.0、1.5mm的立方体模具用尼龙绳捆绑后的样品，浸泡在30ml的m-SBF溶液中，浸泡4天，每24小时测量一次溶液的pH值，观察镁片的腐蚀是否达到平衡状态；96小时后取出样品，将镁片在铬酸溶液中超声清洗，然后用酒精清洗并吹干。
上述方法观察到所有样品皆未产生缝隙腐蚀现象(见图3)，实现m-SBF溶液环境下镁缝隙腐蚀行为的实验。
实施例1-4的实验结果说明：该镁片在超纯水和m-SBF液条件下不产生缝隙腐蚀现象，在凹槽大于等于1.0mm的缝隙条件下不产生缝隙腐蚀现象。
采用本发明所述的方法可对任意的高纯镁片或镁合金片进行不同溶液下的缝隙腐蚀行为的探究。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述探究方法包括如下步骤：
A、模具的制作:选取块状树脂材料，通过切割形成立方体模具；
B、凹槽的切割加工：在立方体模具的中心位置，切割出符合实验需求的缝隙尺寸的凹槽；
C、高纯镁片或镁合金片的切割制成:通过切割加工，加工出长条形的镁片；
D、缝隙环境的构造：将镁片与具有凹槽的立方体模具捆绑，镁片与凹槽同向，分别浸泡在超纯水、生理盐水、PBS溶液、m-SBF溶液或其他溶液中，观察镁的缝隙腐蚀现象。
2.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤A中切割后形成的立方体模具的边角处应进行倒角处理，避免具有毛刺。
3.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤A中进行立方体模具的切割时，切割加工完成的立方体模具通过托盘进行放置，顶部通过毛巾和/或布料进行覆盖。
4.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤B中进行凹槽的切割加工时，立方体模具通过台虎钳进行夹持，加工时，立方体模具位置锁紧，不移动。
5.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤B中凹槽的切割加工完成后，通过冲孔机进行冲出，冲出后进行打磨，保障尺寸精度。
6.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤C中镁片的切割时，通过切割机进行切割，切割时，产生的碎屑通过毛刷进行清扫，实现聚拢收集。
7.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤D中镁片与模具之间采用尼龙绳进行捆绑。
8.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤D中超纯水、生理盐水、PBS溶液、m-SBF溶液均采用敞口容器进行盛放。
9.根据权利要求1所述的探究医用镁缝隙腐蚀行为的方法，其特征在于：所述步骤D中浸泡时长为4天，且每24小时测量一次溶液的pH值，观察镁片的腐蚀是否达到平衡状态。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014040929A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Miura Co Ltd 熱交換器の製造方法および熱交換器
CN109297890A (zh) * 2018-09-26 2019-02-01 中石化（洛阳）科技有限公司 现场缝隙腐蚀研究的试验装置及方法
CN109632618A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 清华大学深圳研究生院 一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法
CN110031391A (zh) * 2019-04-24 2019-07-19 夸克能源工程实验室(深圳)有限公司 一种楔形缝隙腐蚀装置
CN209215188U (zh) * 2018-08-28 2019-08-06 中石化（洛阳）科技有限公司 一种耐缝隙腐蚀性能检测机构、检测套件以及检测装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014040929A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Miura Co Ltd 熱交換器の製造方法および熱交換器
CN209215188U (zh) * 2018-08-28 2019-08-06 中石化（洛阳）科技有限公司 一种耐缝隙腐蚀性能检测机构、检测套件以及检测装置
CN109297890A (zh) * 2018-09-26 2019-02-01 中石化（洛阳）科技有限公司 现场缝隙腐蚀研究的试验装置及方法
CN109632618A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 清华大学深圳研究生院 一种中子吸收材料的耐腐蚀性能测试方法
CN110031391A (zh) * 2019-04-24 2019-07-19 夸克能源工程实验室(深圳)有限公司 一种楔形缝隙腐蚀装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余存烨: "钛制化工设备缝隙腐蚀探讨", 《化工设备与管道》 *
张梅玲 等: "医用镁及其合金材料安全性评价研究进展", 《中国医疗器械信息》 *

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