1) Anode (Oxidation)
M ® Mn+ + ne-
2) Cathode (Reduction)
2H+ + 2e- ® H2
4H+ + 4e- + O2 ® 2H2O
2H2O + 2e- ® H2 +2OH-
2H2O + 4e- + O2 ® 4OHMn+
+ e- ® M(n-1)+
Thus if a base metal alloy superstructure is provided over
the titanium implant, the less noble metal alloy forms the
anode and the more noble titanium alloy is protected as a
cathode. The electronic exchange occurs through the
metallic contact and ionic contact occurs through saliva,
mucosa, tissue and bone fluids. Though the hydrogen
evolution at the implant surface may further complicate
the situation by pressure under the prosthesis and
hydrogen embrittlement of the implant surface.
Mechanisms of Corrosion resistance
The excellent corrosion resistance of titanium and its alloys
used for implants is due the formation of a
thermodynamically stable, continuous, highly adherent,
and protective surface oxide film. Since titanium metal
itself is highly reactive and has an extremely high affinity
for oxygen, this beneficial surface oxide film is formed
spontaneously and instantly when fresh metal surface is
exposed to air and/or moisture. In fact, a damaged oxide
film can generally reheal itself instantaneously if at least
traces (that is, a few parts per million) of oxygen or water
are present in the environment. Within a millisecond of
exposure to air, a 10´ oxide layer will be formed on the
cut surface of the exposed pure Ti which will grow to about
100´ thick within a minute.
The nature, composition, and thickness of the protective
surface oxides that form on titanium alloys depend on
environmental conditions. In most oral environments the
oxide is typically TiO2 but may consist of mixtures of other
titanium oxides as well including TiO2, Ti2O3, and TiO[61].
High-temperature oxidation promotes the formation of
denser, more chemically resistant form of TiO2 known as
rutile, whereas lower temperatures often generate a less
crystalline and protective form of TiO2, anatase, or a
mixture of rutile and anatase [61].
In dilute reducing acids, a 20 to 100 Å multiplex film
consisting of a hydrated titanium sesquioxide (Ti2O3) inner
layer and a TiO2 outer layer has been shown to form [62].
Increasing redox potential favors TiO2 formation, andincreasing exposure temperature and/or time motivate
conversion to the more stable crystalline form of TiO2.
These naturally formed films are typically less than 10
nm thick[63] and are not visible to the human eye. TiO2
oxide is highly resistant chemically and is attacked by very
few chemicals like hot concentrated HCl, H2SO4, NaOH,
and HF. This thin surface oxide is also a highly effective
barrier to hydrogen penetration of the alloy, as is discussed
in a later section of this article. Furthermore, the TiO2 film
being an n-type semiconductor exhibits increasing
electronic conductivity with increasing temperature. As a
cathode, titanium readily passes current and permits
electrochemical reduction of ions in an aqueous
electrolyte. On the other hand, very high resistance to
anodic current flow (anodic polarization) across the
passive oxide film can be seen in most aqueous solutions.
Because the passivity of titanium occurs by the formation
of a stable oxide film the corrosion behavior of implant
metal interface can be understood by recognizing the
conditions under which this oxide is thermodynamically
stable.
The Pourbaix (potential-pH) diagram [64] for the titaniumwater
system at 25°C has been shown in Figure 5 and
depicts the broad range around which the passive TiO2
film is stable, based on thermodynamic (free-energy)
considerations. Oxide stability over the full pH scale is
indicated over a wide range of highly oxidizing to mildly
reducing potentials. Oxide film breaks and the corrosion
of titanium implant surface occurs under reducing acidic
conditions. Under strongly reducing (cathodic) conditions,
titanium hydride formation is predicted. This range of oxide
film stability and passivation is relatively insensitive to the
presence of chlorides, explaining the high innate
resistance of titanium to aqueous chloride environments
[65].
The nature of the oxide film on titanium alloys remains
unaltered in the presence of minor alloying constituents.
Small additions (
1) ขั้วบวก (Oxidation)
M ® Mn + ne-
2) แคโทด (ลด)
2H + 2e- ® H2
4H + 4e- + O2 ® 2H2O
2H2O + 2e- ® H2 + 2OH-
2H2O + 4e- + O2 ® 4OHMn +
+ e-® M (n-1) +
ดังนั้นหากเสริมโลหะผสมฐานมีให้มากกว่า
เทียมไทเทเนียม, รูปแบบโลหะผสมขุนนางน้อย
ขั้วบวกและโลหะผสมไทเทเนียมเกียรติมากขึ้นได้รับการคุ้มครองเป็น
แคโทด แลกเปลี่ยนอิเล็กทรอนิกส์เกิดขึ้นผ่าน
การติดต่อโลหะและติดต่อไอออนิกที่เกิดขึ้นผ่านทางน้ำลาย
เยื่อบุเนื้อเยื่อกระดูกและของเหลว แม้ว่าไฮโดรเจน
วิวัฒนาการที่พื้นผิวเทียมต่อไปอาจซับซ้อน
สถานการณ์โดยภายใต้ความดันเทียมและ
ไฮโดรเจน embrittlement ของพื้นผิวเทียม.
กลไกของความต้านทานการกัดกร่อน
ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีของไททาเนียมและโลหะผสมที่
ใช้สำหรับการปลูกถ่ายเกิดจากการก่อตัวของ
เสถียรภาพ thermodynamically อย่างต่อเนื่องสาวกสูง
และพื้นผิวป้องกันฟิล์มออกไซด์ ตั้งแต่โลหะไทเทเนียม
ตัวเองเป็นปฏิกิริยาสูงและมีความสัมพันธ์กันสูงมาก
สำหรับออกซิเจนนี้พื้นผิวของฟิล์มออกไซด์ประโยชน์จะเกิดขึ้น
เองตามธรรมชาติและทันทีเมื่อพื้นผิวโลหะสด
สัมผัสกับอากาศและ / หรือความชื้น ในความเป็นจริงออกไซด์เสียหาย
ภาพยนตร์ทั่วไปสามารถ reheal ตัวเองทันทีถ้าอย่างน้อย
ร่องรอย (นั่นคือบางส่วนต่อล้านบาท) ออกซิเจนหรือน้ำ
ที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อม ภายในเสี้ยววินาทีของ
การสัมผัสกับอากาศ 10' ชั้นออกไซด์จะเกิดขึ้นบน
พื้นผิวการตัดสัมผัสบริสุทธิ์ Ti ซึ่งจะเติบโตประมาณ
100' หนาภายในหนึ่งนาที.
ลักษณะองค์ประกอบและความหนาของการป้องกัน
ออกไซด์พื้นผิวที่ แบบฟอร์มบนโลหะผสมไททาเนียมขึ้นอยู่กับ
สภาพแวดล้อม ในสภาพแวดล้อมในช่องปากมากที่สุด
ออกไซด์ TiO2 เป็นปกติ แต่อาจจะประกอบด้วยการผสมอื่น ๆ
ไทเทเนียมออกไซด์เป็นอย่างดีรวมทั้ง TiO2, Ti2O3 และ TiO [61].
ออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงส่งเสริมการก่อตัวของ
ทึบรูปแบบมากขึ้นทนสารเคมีของ TiO2 ที่รู้จักกันเป็น
rutile ในขณะที่อุณหภูมิต่ำกว่ามักจะสร้างน้อย
ผลึกและรูปแบบการป้องกันของ TiO2, แอนาเทสหรือ
ส่วนผสมของ rutile และแอนาเทส [61].
ในการลดกรดเจือจาง, 20-100 ภาพยนตร์มัลติเพล็ก
ประกอบด้วยไทเทเนียม Sesquioxide ไฮเดรท (Ti2O3) ภายใน
ชั้นและชั้นนอก TiO2 ได้รับการแสดงในรูปแบบ [62].
การเพิ่มศักยภาพอกซ์โปรดปราน TiO2 ก่อ andincreasing อุณหภูมิการสัมผัสและ / หรือเวลาที่กระตุ้น
การแปลงรูปแบบผลึกมีเสถียรภาพมากขึ้นของ TiO2.
ภาพยนตร์เหล่านี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยทั่วไปจะมีน้อยกว่า 10
นาโนเมตร หนา [63] และไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ TiO2
ออกไซด์เป็นอย่างสูงที่ทนสารเคมีและถูกโจมตีโดยมาก
สารเคมีน้อยเช่นร้อนเข้มข้น HCl H2SO4, NaOH,
และ HF นี้ออกไซด์บางพื้นผิวนอกจากนี้ยังเป็นที่มีประสิทธิภาพสูง
อุปสรรคต่อการเจาะไฮโดรเจนของโลหะผสมเป็นที่กล่าวถึง
ในส่วนต่อมาของบทความนี้ นอกจากนี้ฟิล์ม TiO2
เป็นการจัดแสดงนิทรรศการเซมิคอนดักเตอร์ชนิดเอ็นเพิ่มขึ้น
การนำอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในฐานะที่เป็น
แคโทดไทเทเนียมได้อย่างง่ายดายผ่านปัจจุบันและอนุญาตให้
ลดไฟฟ้าของไอออนในน้ำ
อิเล็กโทรไล บนมืออื่น ๆ , ความต้านทานสูงมากที่จะ
ไหลของกระแสขั้วบวก (โพลาไรซ์ขั้วบวก) ข้าม
ฟิล์มออกไซด์เรื่อย ๆ สามารถมองเห็นได้ในการแก้ปัญหาน้ำมากที่สุด.
เพราะดิ้นรนของไทเทเนียมเกิดขึ้นจากการก่อตัว
ของฟิล์มออกไซด์ที่มีเสถียรภาพพฤติกรรมการกัดกร่อนของเทียม
อินเตอร์เฟซที่เป็นโลหะ สามารถเข้าใจได้โดยการรับรู้
ภายใต้เงื่อนไขที่ออกไซด์นี้ thermodynamically
มั่นคง.
Pourbaix (ศักยภาพค่า pH) แผนภาพ [64] สำหรับ titaniumwater
ระบบที่ 25 ° C ได้รับการแสดงในรูปที่ 5 และ
แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายรอบที่ TiO2 เรื่อย ๆ
ภาพยนตร์เรื่องนี้เป็นที่มีเสถียรภาพบนพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ (ฟรีพลังงาน)
การพิจารณา ความมั่นคงออกไซด์กว่าระดับค่า pH เต็มรูปแบบ
ที่ระบุไว้ในช่วงที่กว้างของการออกซิไดซ์สูงอย่างอ่อนโยน
ลดศักยภาพ ออกไซด์แบ่งภาพยนตร์และการกัดกร่อน
ของพื้นผิวรากฟันเทียมไทเทเนียมเกิดขึ้นภายใต้การลดกรด
เงื่อนไข ภายใต้การขอลด (cathodic) เงื่อนไข
ไฮไดรด์ไททาเนียมก่อตัวเป็นที่คาดการณ์ ช่วงของออกไซด์นี้
เสถียรภาพภาพยนตร์และฟิล์มค่อนข้างรู้สึกถึง
การปรากฏตัวของคลอไรด์อธิบายธรรมชาติสูง
ความต้านทานของไทเทเนียมกับสภาพแวดล้อมคลอไรด์ในน้ำ
[65].
ลักษณะของฟิล์มออกไซด์บนโลหะผสมไททาเนียมยังคง
ไม่เปลี่ยนแปลงในการปรากฏตัวขององค์ประกอบผสมเล็กน้อย .
การเพิ่มขนาดเล็ก (<2-3%) ของผู้ใช้มากที่สุดในเชิงพาณิชย์
องค์ประกอบผสมหรือรูปแบบในสิ่งสกปรกสิ่งของมี
ผลเพียงเล็กน้อยต่อความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมใน
สภาพแวดล้อมปกติเรื่อย ๆ เพิ่มผสม
ธาตุเหล็กและกำมะถันอาจเพิ่มอัตราการกัดกร่อน
เกิน ~ 0.10 มิลลิเมตร / ปี (3.9 mils / ปี) [66] ดังนั้นเล็กน้อย
การเปลี่ยนแปลงในทางเคมีโลหะผสมอาจจะมีความกังวลภายใต้
เงื่อนไขที่ยอมรับโดยดุษณีของไทเทเนียมเป็นเส้นเขตแดน
หรือเมื่อโลหะที่เป็นสนิมอย่างแข็งขัน
การแปล กรุณารอสักครู่..

1 ) แอโนด ( ออกซิเดชัน )
M ®มิลเน่ -
2 ) แคโทด ( ลด )
2 - ® H2
4 H 2H จอฟ้า - O2 ® 2H2O-dx
2H2O-dx 2E - ® H2 2oh -
2H2O-dx 4E - O2 ® 4ohmn
E - ® m ( N - 1 )
ดังนั้นถ้าโลหะต่างๆ คือ ให้มากกว่า
ไทเทเนียมเทียม , โลหะโลหะผสมมีเกียรติน้อยกว่ารูปแบบ
ขั้วบวกและโลหะผสมไทเทเนียมประเสริฐได้รับการคุ้มครองในฐานะ
แคโทด การแลกเปลี่ยนอิเล็กทรอนิกส์เกิดขึ้นผ่าน
โลหะที่ใช้ในการติดต่อและติดต่ออิออนเกิดขึ้นผ่านน้ำลาย ,
เมือกเนื้อเยื่อและกระดูก ของเหลว แม้ว่าไฮโดรเจน
วิวัฒนาการที่สอดใส่พื้นผิวอาจเพิ่มเติม complicate
สถานการณ์ความกดดันภายใต้เทียมและ
embrittlement ไฮโดรเจนของรากฟันเทียมพื้นผิว .
กลไกของความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม
ใช้สำหรับรากฟันเทียม เกิดจากการก่อตัวของ
thermodynamically มั่นคงอย่างต่อเนื่อง มีสานุศิษย์
และป้องกันพื้นผิวออกไซด์ , ฟิล์ม เนื่องจากโลหะไทเทเนียม
ตัวเองเป็นปฏิกิริยาตอบโต้และมี
affinity สูงมากสำหรับออกซิเจน นี้เป็นประโยชน์ผิวฟิล์มออกไซด์รูปแบบ
คล่อง และทันทีเมื่อพื้นผิวโลหะสด
ตากอากาศและ / หรือความชื้น ในความเป็นจริง , ออกไซด์
เสียหายภาพยนตร์โดยทั่วไปสามารถ reheal ตัวเองทันที ถ้าอย่างน้อย
ร่องรอย ( คือไม่กี่ส่วน ต่อล้านส่วน ) ของออกซิเจนหรือน้ำ
มีอยู่ในสิ่งแวดล้อม ภายในเสี้ยววินาทีของ
แสงอากาศ , 10 ใหม่ชั้นออกไซด์จะเกิดขึ้นบน
หน้าตัดของสัมผัสบริสุทธิ์ Ti ซึ่งจะเติบโตประมาณ
100 ใหม่หนาภายในหนึ่งนาที
ธรรมชาติ องค์ประกอบ และความหนาของป้องกัน
ออกไซด์ที่ฟอร์มบนพื้นผิวโลหะไทเทเนียมขึ้นอยู่กับ
เงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อม สภาพแวดล้อมในช่องปากส่วนใหญ่
ออกไซด์ TiO2 แต่โดยทั่วไปอาจประกอบด้วยส่วนผสมของออกไซด์ไทเทเนียมอื่น
เช่นกันรวมทั้ง TiO2 , ti2o3 และติ๋ว [ 61 ] .
ออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ส่งเสริมการก่อตัวของ
ที่มีรูปแบบมากขึ้นทนสารเคมีของ TiO2 ที่เรียกว่า
rutile , ในขณะที่ลดอุณหภูมิมักจะสร้างน้อย
ผลึกและป้องกันรูปแบบของ TiO2 , แอนาเทส หรือส่วนผสมของรูไทล์ และแอนาเทส
[ 61 ] .
ในการลดกรดเจือจาง , 20 ถึง 100 •มัลติภาพยนตร์
ประกอบด้วย hydrated ไทเทเนียม sesquioxide ( ti2o3 ) ชั้นใน
และ TiO2 ชั้นนอก มีแสดงแบบฟอร์ม [ 62 ] .
เพิ่มศักยภาพ 1 . ) การก่อตัว และ อุณหภูมิ แสง และ / หรือ เวลาจูง
การแปลงรูปแบบผลึกมีเสถียรภาพมากขึ้นของ TiO2 .
เหล่านี้ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติโดยทั่วไปจะน้อยกว่าความหนาฟิล์ม [ 10
nm 63 ] และจะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ ออกไซด์ TiO2
สูงทนเคมี และถูกโจมตีโดยมากไม่กี่สารเคมีเช่นร้อน
เข้มข้น HCl , กรดซัลฟิวริก , NaOH
และ HF , . นี้บางผิวออกไซด์เป็นสิ่งกีดขวางที่มีประสิทธิภาพสูง
ไฮโดรเจนการเจาะของโลหะผสมเมื่อกล่าวถึง
ในส่วนทีหลังของบทความนี้ นอกจากนี้ ฟิล์ม TiO2 เป็นสารเพิ่มการทั่วไป
ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์กับการเพิ่มอุณหภูมิ โดย
แคโทด , ไทเทเนียมพร้อมใบอนุญาตผ่านปัจจุบันและเคมีไฟฟ้าของไอออนใน
ลดสารละลายอิเล็กโทรไลต์
บนมืออื่น ๆ , ความต้านทานสูงมาก
กระแสการ ( การโพลาไรซ์ ) ข้าม
ฟิล์มออกเรื่อยๆ จะเห็นในการแก้ปัญหาน้ำที่สุด .
เพราะเองของไทเทเนียมเกิดขึ้นจากการก่อตัวของเสถียรออกไซด์ฟิล์ม
ส่วนพฤติกรรมการกัดกร่อนของรากฟันเทียมโลหะสามารถเข้าใจ โดยตระหนักถึง
ภายใต้เงื่อนไขที่ ไซด์นี้เป็น thermodynamically
( ศักยภาพที่มั่นคง pourbaix pH ) แผนภาพ [ 64 ] สำหรับ ระบบ titaniumwater
ที่ 25 ° C ได้ถูกแสดงในรูปที่ 5 และ
แสดงให้เห็นในช่วงกว้าง รอบ ซึ่งฟิล์ม TiO2
เรื่อยๆ มั่นคง ตามความร้อน ( พลังงาน )
พิจารณา ออกไซด์ความมั่นคงมากกว่าระดับ pH เต็ม
พบมากกว่าที่หลากหลายของสูงออกซิไดซ์ที่จะแผ่ว
ลดศักยภาพ ออกไซด์ฟิล์มแบ่งและการกัดกร่อนพื้นผิวของรากเทียมไทเทเนียม
เกิดขึ้นภายใต้การลดเงื่อนไขที่เป็นกรด
ใต้ขอลด ( เหล็ก ) สภาพ
การพัฒนาไฮไดรด์ไทเทเนียมคือทำนาย ช่วงนี้เสถียรภาพของฟิล์มออกไซด์ passivation และค่อนข้างอ่อนไหวต่อ
มีคลอไรด์อธิบายสูงต้านทานของไทเทเนียมในสารละลายโดยธรรมชาติ
[ สภาพแวดล้อม คลอไรด์ 65 ] .
ลักษณะของฟิล์มออกไซด์ ไทเทเนียมอัลลอยด์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในการแสดงตนของเล็กน้อย
ผสมองค์ประกอบเพิ่มขนาดเล็ก ( < 1 % ) ใช้มากที่สุดในเชิงพาณิชย์หรือการเปลี่ยนแปลงใน interstitial
ธาตุอัลลอยด์ปลอมได้ผลน้อยต่อความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมใน
ปกติเรื่อยๆสภาพแวดล้อม เพิ่มการด์
เหล็กและกำมะถันเนื้อหาอาจเพิ่มอัตราการกัดกร่อน
~ 0.10 มิลลิเมตร / ปี ( เกิน 3.9 สัด / yr ) [ 66 ] การเปลี่ยนแปลงดังนั้นเล็กน้อย
เคมีผสมอาจจะมีความกังวลภายใต้
เงื่อนไขที่ไม่โต้ตอบของไทเทเนียมเป็นเส้นเขตแดน
หรือเมื่อโลหะอย่างเสื่อม .
การแปล กรุณารอสักครู่..
