Khảo sát độ bền ăn mòn của vật liệu Ti/thép không gỉ 316L trong dung dịch Ringer Lactat

348

KHẢO SÁT ĐỘ BỀN ĂN MÒN CỦA VẬT LIỆU Ti/THÉP KHÔNG GỈ 316L

TRONG DUNG DỊCH RINGER LACTAT

Nguyễn Thu Phương1*, Phạm Thị Năm

1

, Đinh Thị Mai Thanh1

, Đỗ Thị Hải

2

1Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2Bộ môn hóa, Khoa đại học đại cương, Đại học Mỏ địa chất

Đến Tòa soạn 27-12-2011

Abstract

316L stainless steel (Ti/SS316L) was covered with titan film by cathode sputtering. Reseach morphological

structure and composition of titanium film on 316L stainless steel by scanning electro microscopy combined with

energy dispersive X-rays showed that the film has crystal structure and titanium content is 69.33%. The corosion survey

results of Ti/SS316L materials in Ringer’s lactate solution by open circuit potential, polaristation Tafel and

electrochemical impedence measurement according to time showed that after 274 days immersion, Ti/SS316L materials

is not corrosive, the open circuit potential is -170 mV/SCE, the current density is still 10-7 A/cm2

and the film resistance

is 85 kΩ.cm2

.

Keywords: Corrosion, stainless steel, titan, Ringer’s lactate.

1. MỞ ĐẦU

Việc nghiên cứu tổng hợp những lớp phủ có độ

bền ăn mòn cao và khả năng tương thích sinh học

tốt đang là vấn đề được nhiều nhà khoa học đặc biệt

quan tâm nhằm phát triển khả năng ứng dụng của

những loại vật liệu y sinh chất lượng cao. Titan kim

loại đã được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực hàng

không và vũ trụ, y tế do có khối lượng riêng nhỏ,

điện trở bền ăn mòn cao trong nhiều môi trường

xâm thực. Tuy nhiên giá thành của titan khá cao vì

vậy việc ứng dụng ở những nước đang phát triển

như Việt Nam còn rất nhiều hạn chế. Để khắc phục

nhược điểm này, trong những năm gần đây, lớp phủ

titan được tổng hợp trên một số vật liệu nền khác

nhau như: thép không gỉ, cacbon, silic, bằng một số

phương pháp: hồ quang catôt, phún xạ một chiều

Magnetron, plasma. Các nghiên cứu khảo sát độ bền

ăn mòn cũng như khả năng tương thích sinh học của

lớp phủ titan cho thấy khả năng bảo vệ chống ăn

mòn tốt cho vật liệu nền và có sự hình thành apatit

trên lớp phủ titan trong quá trình thử nghiệm trong

dung dịch mô phỏng cơ thể người [1-5].

Bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu độ

bền ăn mòn của vật liệu titan phủ trên nền thép

không gỉ 316L, trong dung dịch Ringer Lactac theo

thời gian thử nghiệm.

2. ĐIỀU KIỆN THỰC NGHIỆM

Vật liệu nền sử dụng là thép không gỉ 316L

2,5×5×0,2 cm có thành phần hóa học được chỉ ra

trên bảng 1. Mẫu thép không gỉ 316L được đánh

bóng cơ học bằng giấy nhám loại 400, 600, 800 và

1200, sau đó được rửa sạch bằng nước cất, axeton

và cuối cùng bằng cồn. Màng titan được phủ trên

nền thép không gỉ bằng phương pháp phún xạ catôt

bằng máy PMM, bia titan có độ tinh khiết 99,99%,

khoảng cách giữa vật liệu nền và bia 11 cm, tốc độ

khí argon 20 ml/phút, áp suất tổng trong buồng phun

0,3 Pa, cường độ dòng điện áp 2,5 A, tốc độ phun

2,9 µm/giờ.

Bảng 1: Thành phần thép không gỉ 316L

C Mn Si P S Cr Mo Ni N

Min 16 2 10

Max 0,03 2 0,75 0,045 0,03 18 3 14 0,1

Những phân tích hình thái học và thành phần của

màng titan được thực hiện trên thiết bị S4800 của

hãng Hitachi (Nhật Bản) của Viện Khoa học Vật liệu -

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Thử nghiệm ăn mòn vật liệu Ti/TKG316L

được tiến hành trong bình điện hóa chứa 100 ml

dung dịch Ringer Lactac có thành phần chỉ ra

trong bảng 2, với 3 điện cực: điện cực làm việc là

TẠP CHÍ HÓA HỌC T. 50(3) 348-352 THÁNG 6 NĂM 2012