Potenziodinamiche Corrosion Testing

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

Tecniche elettrochimiche forniscono un metodo rapido e relativamente poco costoso per ottenere le proprietà elettrochimiche di un materiale. Queste tecniche si basano prevalentemente sulla capacità di rilevare la corrosione di un metallo osservando la risposta del processo di trasferimento di carica ad un disturbo controllato elettrochimica ^1-5. La corrosione di impianti metallici all'interno di un ambiente corpo è critica a causa delle implicazioni negative sulla biocompatibilità e materiale integrità ^6. Il principale fattore alla corrosione degli impianti all'interno del corpo è la dissoluzione dell'ossido superficiale porta ad un aumento del rilascio di ioni metallici ^7-11. Ciò provoca reazioni biologiche avverse, che possono essere trovati localmente, ma con effetti potenzialmente sistemici che portano alla rottura prematura dell'impianto ^10,12-28.

Le caratteristiche di corrosione di un esemplare di prova sono previsti dalla scansione di polarizzazione prodottada un potenziostato. Una scansione polarizzazione consente l'estrapolazione dei parametri cinetici e corrosione di un substrato metallico. Durante una scansione, l'ossidazione o la riduzione di una specie elettro-attivo possono essere limitati da trasferimento di carica e il movimento di reagenti o prodotti. Questi fattori sono tutti incapsulati dalla scansione di polarizzazione; quindi l'importanza di disporre di un sistema che produce una scansione affidabile e ripetibile polarizzazione su più cicli è di grande importanza. L'obiettivo principale di questo manoscritto è quello di fornire un protocollo che identifica la logica e le misure adottate per ottenere un sistema di corrosione potenziodinamica ben funzionante.

Protocol

1. Costruzione del supporto del campione Costruire il supporto del campione distanziatori in acciaio inossidabile e una vite in acciaio inossidabile M3 filettato, tenuti in posizione con un dado esagonale M3. Rimuovere la testa della vite filettata con una pinza e lucidare il segmento tagliato a mantenere il modello thread. Quando tutti i singoli componenti sono pronti, assemblare i portaelettrodi. Ogni portaelettrodo contiene tre distanziali unite da viti M3 risultanti in un manico 11,5 c…

Representative Results

A conclusione della procedura di un sistema in vitro corrosione è configurato per condurre studi di corrosione. Procedure specifiche come la pulizia del vaso corrosione e la gabbia di Faraday sono stati introdotti nel protocollo per migliorare le prestazioni di rumore. Il concetto fondamentale di una buona scansione di polarizzazione è identificare le condizioni elettro-fisiche del materiale fornendo informazioni preziose per comprendere la suscettibilità alla corrosione di u…

Discussion

Scansioni polarizzazione ottenuti da campioni di acciaio inox mostrato pulite trame continue correlazione con scansioni visto in letteratura indicativa di un sistema corrosione ben funzionante, che sia affidabile e riproducibile ^29. Scarsa riproducibilità dei potenziali pitting potenziodinamiche è identificato con una diffusione di poche centinaia di millivolt, con pitting potenziale essere caratterizzata da un processo stocastico ^29. Questo è comunemente dovuto alle variabili di temperatura, co…

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