Potentiodynamische Corrosie Testen

Summary

Here, we present a protocol to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices.

Abstract

Different metallic materials have different polarization characteristics as dictated by the open circuit potential, breakdown potential, and passivation potential of the material. The detection of these electrochemical parameters identifies the corrosion factors of a material. A reliable and well-functioning corrosion system is required to achieve this.

Corrosion of the samples was achieved via a potentiodynamic polarization technique employing a three-electrode configuration, consisting of reference, counter, and working electrodes. Prior to commencement a baseline potential is obtained. Following the stabilization of the corrosion potential (E_corr), the applied potential is ramped at a slow rate in the positive direction relative to the reference electrode. The working electrode was a stainless steel screw. The reference electrode was a standard Ag/AgCl. The counter electrode used was a platinum mesh. Having a reliable and well-functioning in vitro corrosion system to test biomaterials provides an in-expensive technique that allows for the systematic characterization of the material by determining the breakdown potential, to further understand the material’s response to corrosion. The goal of the protocol is to set up and run an in vitro potentiodynamic corrosion system to analyze pitting corrosion for small metallic medical devices.

Introduction

Elektrochemische technieken snel en relatief goedkope werkwijze voor de elektrochemische eigenschappen van een materiaal. Deze technieken zijn voornamelijk gebaseerd op het vermogen om corrosie van een metaal detecteren en houdt de reactie van de ladingoverdracht proces om een gecontroleerde elektrochemische verstoring ^1-5. Corrosie van metalen implantaten in een lichaamsomgeving is kritisch vanwege de nadelige gevolgen voor biocompatibiliteit en materiaalintegriteit ^6. De belangrijkste factor die bijdraagt ​​tot corrosie van implantaten in het lichaam is het oplossen van het oppervlak oxide leidt tot een verhoogde afgifte van metaalionen ^7-11. Dit resulteert in ongewenste biologische reacties te vinden lokaal met mogelijke systemische effecten leiden tot voortijdig falen van het implantaat ^10,12-28.

De corrosie eigenschappen van een proefmonster worden voorspeld uit de polarisatie scan geproduceerddoor een potentiostaat. Een polarisatie scan maakt de extrapolatie van de kinetische parameters en corrosie van een metalen substraat. Tijdens een scan, kan de oxidatie of reductie van een elektro-actieve species worden beperkt door ladingsoverdracht en de beweging van reactanten of producten. Deze factoren zijn allemaal ingekapseld door de polarisatie scan; dan ook het belang van het hebben van een systeem dat een betrouwbare en herhaalbare polarisatie scan in meerdere cycli produceert, is van groot belang. De belangrijkste focus van dit manuscript is om een ​​protocol identificatie van de beweegredenen en de stappen die zijn genomen om een ​​goed functionerend potentiodynamische corrosie systeem te verkrijgen te bieden.

Protocol

1. De bouw van de monsterhouder Construct het monster houder van roestvast staal spacers en een M3 roestvrij stalen schroefdraad, op zijn plaats gehouden met een M3 zeshoekige moer. Verwijder de kop van de schroefdraad met een tang en poets de cut segment om de draad patroon te behouden. Bij alle afzonderlijke componenten zijn klaar, de montage van de elektrode houders. Elke elektrode houder bevat drie afstandshouders door de M3 schroeven resulteert in een 11,5 cm handvat met elkaar verbon…

Representative Results

Aan het einde van de procedure een in vitro corrosie systeem is opgezet om corrosie studies uit te voeren. Specifieke procedures zoals het reinigen van de corrosie vaartuig en de Faraday kooi werden in het protocol om ruis te verbeteren. Het fundamentele begrip goede polarisatie scan is de electro-lichamelijke toestand van het materiaal bestaande waardevolle informatie identificeren om de corrosie gevoeligheid van een metallisch materiaal begrijpen. De procedure en protocol dit …

Discussion

Polarisatie scans vervaardigd uit roestvrij staal toonden schoon continue standplaatsen correleren met scans gezien in de literatuur indicatief voor een goed functionerend corrosie- die zowel betrouwbare en reproduceerbare ^29. Slechte reproduceerbaarheid van potentiodynamische pitting potentialen wordt geïdentificeerd met een spreiding van enkele honderden millivolt, met pitting potentiële wezen gekenmerkt door een stochastisch proces ^29. Dit wordt gewoonlijk door de variabelen temperatuur, halog…

Materials

Potentiostat	Metrohm	PGSTAT101
Ag/AgCl reference electrode, shielded	Metrohm	6.0729.100
Electrode shaft	Metrohm	6.1241.060
Polisher Forcipol 1v	Metkon	3602
Clindrical flask 700mL	SciLabware	FR700F
Reaction lid	SciLabware	MAF2/41
Dichloromethane	Sigma-Aldrich	MKBR7629V	use under a fumehood. Wear protective clothing
Thermo / HAAKE D Series Immersion Circulators	Haake