Potentiodynamique Testing Corrosion

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

techniques électrochimiques fournissent une méthode rapide et relativement peu coûteux pour obtenir les propriétés électrochimiques d'un matériau. Ces techniques reposent principalement sur ​​la capacité de détecter la corrosion d'un métal en observant la réaction du processus de transfert de charge à une perturbation électrochimique contrôlée ^1-5. La corrosion des implants métalliques dans un environnement de corps est critique en raison des conséquences néfastes sur la biocompatibilité et de matériel d' intégrité ^6. Le principal facteur contribuant à la corrosion des implants à l' intérieur du corps est la dissolution de l'oxyde de surface conduisant à une libération accrue d'ions métalliques ^7-11. Cela se traduit par des réactions biologiques indésirables, qui peut être trouvé localement, mais avec des effets potentiellement systémique conduisant à une défaillance prématurée de l'implant ^10,12-28.

Les caractéristiques de la corrosion d'un échantillon d'essai sont prédites à partir de l'analyse de polarisation produitepar un potentiostat. Une analyse de polarisation permet l'extrapolation des paramètres cinétiques et la corrosion d'un substrat métallique. Lors d'un balayage, l'oxydation ou la réduction d'une espèce électro-active sont limitées par le transfert de charge et le mouvement des corps réactionnels ou des produits. Tous ces facteurs sont encapsulés par le balayage de polarisation; donc l'importance d'avoir un système qui produit une analyse de polarisation fiable et reproductible sur plusieurs cycles est d'une grande importance. L'objectif principal de ce manuscrit est de fournir un protocole d'identifier les raisons et les mesures prises pour obtenir un système de corrosion potentiodynamique fonctionne bien.

Protocol

1. Construction du titulaire échantillon Construire le porte-échantillon à partir des entretoises en acier inoxydable et une vis en acier inoxydable M3 filetée, tenue en place avec un écrou hexagonal M3. Retirez la tête de la vis filetée avec une pince et polir le segment de coupe pour maintenir le modèle de fil. Lorsque tous les composants individuels sont prêts, assembler les porte-électrodes. Chaque porte-électrode contient trois entretoises réunies par les vis M3 résultant…

Representative Results

A l'issue de la procédure un système in vitro de la corrosion dans l' installation est de mener des études de corrosion. Des procédures spécifiques tels que le nettoyage de la cuve de la corrosion et la cage de Faraday ont été introduits dans le protocole pour améliorer les performances de bruit. Le concept fondamental d'une bonne analyse de polarisation est d'identifier les conditions électro-physiques du matériau fournissant des informations …

Discussion

Les analyses de polarisation obtenus à partir des échantillons d'acier inoxydable ont montré des parcelles continues propres corrélant avec des scans vus dans la littérature indicative d'un système qui fonctionne bien à la corrosion , qui est à la fois fiable et reproductible ^29. Une mauvaise reproductibilité des potentiels de piqûres potentiodynamiques est identifié avec un écart de quelques centaines de millivolts, avec piqûres potentiel étant caractérisé par un processus stochastiqu…

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