Name: Potencjodynamiczne testy korozyjne (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Poznaj metodę potencjodynamicznych testów korozyjnych do oceny odporności małych metalowych implantów medycznych. Technika ta umożliwia badaczom analizę podatności materiałów na korozję w warunkach biologicznych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy nie mieli zapewnionych funduszy na to badanie.

1. Budowa uchwytu na próbkę
<ol>
	<li>Zbuduj uchwyt próbki z przekładek ze stali nierdzewnej i gwintowanej ze stali nierdzewnej M3, przytrzymywanej za pomocą nakrętki sześciokątnej M3.</li>
	<li>Zdejmij gwintowanej za pomocą szczypiec i wypoleruj wycięty segment, aby zachować wzór gwintu.</li>
	<li>Gdy wszystkie poszczególne elementy będą gotowe, zmontuj uchwyty elektrod. Każdy uchwyt elektrody zawiera trzy przekładki połączone ze sobą M3, co daje uchwyt o długości 11,5 cm. Umieść nakrętki sześciokątne na styku i podkładek dystansowych, aby zablokować połączenie.</li>
	<li>(60/40% Sn/Pb) bezzębny zacisk krokodylkowy do na końcu pręta. Zapewni to mocne trzymanie w celu późniejszego zamocowania elektrody podczas analizy.</li>
	<li>Po zamontowaniu uchwytów elektrod należy nałożyć wiele warstw lakieru odcinającego (uszczelniacza elektrycznego), aby zapobiec korozji prętów ze stali nierdzewnej zanurzonych w komorze korozyjnej.
	<ol>
		<li>Przed nałożeniem powłoki umieść wszystkie uchwyty elektrod z próbkami przymocowanymi do zacisku krokodylkowego w dygestorium. Umieścić strzykawkę o pojemności 20 ml w dygestorium. Za pomocą strzykawki zebrać lakier typu stop-off.</li>
		<li>Włącz wyciąg i wlej lakier odcinający do małego szklanego słoika. Pobrać 10 ml lakieru Stop-off do strzykawki i pokryć powierzchnię uchwytów elektrod. Upewnij się, że nie zakrywasz próbki testowej, która będzie analizowana pod kątem korozji.</li>
		<li>Pokryj połowę każdego uchwytu elektrody i umieść w dygestorium do wyschnięcia przed pokryciem drugiej połowy. Pomoże to uzyskać kompletną, dobrze uszczelnioną powłokę bez uszkadzania obszarów, które mają być pokryte. Upewnij się, że w fazie schnięcia świeżo pokryte obszary nie dotykają innych powierzchni, ponieważ spowoduje to zniszczenie nałożonej powłoki.</li>
		<li>Podczas suszenia umieść uchwyty elektrod w pozycji podniesionej, bez kontaktu z żadnymi powierzchniami. Elektrody należy szybko pokryć dzięki szybkiemu krzepnięciu lakieru odcinającego. Na tym kończy się pierwsza warstwa.</li>
		<li>Po wyschnięciu powtórz proces, aby uzyskać 3 warstwy na całej powierzchni.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przed rozpoczęciem cyklu korozji należy pozostawić uchwyty do wyschnięcia na 24 godziny po zakończeniu ostatniej warstwy. Wszystkie procesy powlekania zachodzą w temperaturze pokojowej, nie są wymagane żadne etapy ogrzewania ani chłodzenia, chociaż mogą one przyspieszyć/spowolnić proces utwardzania.</li>
	<li>Wykonanie klatki Faradaya
	<ol>
		<li>Zbuduj klatkę Faradaya, pokrywając dwa plastikowe pojemniki tego samego rozmiaru 4 warstwami folii aluminiowej, aby pokryć ją ze wszystkich stron.</li>
		<li>Wytnij dwa małe otwory na krawędzi górnego plastikowego pojemnika, aby umożliwić przejście połączenia elektrody z potencjostatem i przewodu azotu ze zbiornikiem azotu. Dzielona konstrukcja klatki Faradaya pozwala na wyjęcie górnego elementu pod koniec cyklu bez konieczności wymiany dolnej części otaczającej zbiornik.</li>
		<li>Zamontuj zewnętrzną komorę (komorę wodną) w klatce Faradaya. Pozostaw drugą połowę na boku i umieść na górze dolnej komory dopiero wtedy, gdy naczynie korozyjne zostanie uszczelnione (w dalszej części procedury).</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Czyszczenie szkła
<ol>
	<li>Oczyścić naczynie korozyjne (kolbę cylindryczną o pojemności 700 ml) przed każdym uruchomieniem korozji. Wyszoruj naczynie domowym detergentem i dokładnie spłucz wodą z kranu. Powtórz ten krok 3 razy.</li>
	<li>Przepłucz naczynie korozyjne 3 razy wodą dejonizowaną (DI), aby usunąć potencjalne zanieczyszczenia znajdujące się w wodzie z kranu.</li>
	<li>Po zakończeniu płukania wodą demineralizowaną wlej 300 ml 95% etanolu do naczynia antykorozyjnego i zawiruj, aby zetknąć się ze wszystkimi powierzchniami wewnętrznymi. Wylej etanol i powtórz ten krok 3 razy.</li>
	<li>Pozostawić naczynie antykorozyjne pod wyciągiem na 30 minut, aby cały etanol całkowicie odparował.</li>
	<li>Weź czyste, suche naczynie antykorozyjne i przepłucz je elektrolitem, który będzie używany do przebiegu korozji. Przy każdym płukaniu napełnij naczynie korozyjne 200 ml elektrolitu i powtórz tę procedurę 3 razy. W tym badaniu należy przepłukać naczynie korozyjne solą fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS). Skład chemiczny elektrolitu PBS (10 l) wynosi 80 g NaCl, 11,5 g Na2HPO4, 2 g KCl i 2 g KHPO4.</li>
	<li>Po przepłukaniu napełnić naczynie korozyjne wymaganą objętością PBS gotową do reakcji.</li>
</ol>
3. Konfiguracja aparatury
<ol>
	<li>Clamp grzejnik z wbudowanym systemem cyrkulacji z boku komory zewnętrznej za pomocą clamp. Wymiary komory zewnętrznej muszą wynosić około 30 cm x 20 cm x 20 cm i być wykonane ze szkła lub polimeru, aby mogły pomieścić mniejsze naczynie antykorozyjne i system grzewczy</li>.
	<li>Napełnij zewnętrzną komorę wodą z kranu, aż poziom wody będzie wyższy niż wysokość zawieszonych elektrod w naczyniu antykorozyjnym. Mniejsza komora to naczynie antykorozyjne (wcześniej opisane w sekcji 2).</li>
	<li>Uszczelnij naczynie antykorozyjne szklaną pokrywą reakcyjną i zaciskiem, aby zapewnić wodoodporne uszczelnienie. W pokrywie komory znajduje się sześć punktów wejściowych dla aparatury doświadczalnej i pomiarowej.</li>
	<li>Zawiesić termometr na jednym z punktów wejścia pokrywy reakcyjnej, aby zapewnić odczyt temperatury w korozyjnej komórce. Zawieś wszystkie trzy elektrody na pokrywie, korzystając z pozostałych 3 punktów wejścia. Użyj taśmy politetrafluoroetylenowej (PTFE), aby zabezpieczyć uszczelnienie każdego połączenia.</li>
	<li>Użyj konfiguracji z trzema elektrodami składającymi się z elektrody referencyjnej, licznika i elektrody roboczej. Elektrodą roboczą jest śruba ze stali nierdzewnej (próbka poddana analizie). Przed włożeniem elektrody do naczynia antykorozyjnego przetrzyj chusteczką nasączoną 80% etanolem i umieść w szklanej zlewce wypełnionej 100 ml PBS.</li>
	<li>Użyj kołka łączącego, aby przymocować uchwyty elektrod do szelek elektrod. Zamontuj szelki elektrod w punktach wejścia pokrywy naczynia antykorozyjnego.</li>
	<li>Umieść elektrodę roboczą centralnie tak, aby licznik i elektroda referencyjna były zawieszone z obu stron. Uszczelnij wejście do szkła i szelki antykorozyjne za pomocą taśmy PTFE.</li>
	<li>Do elektrody odniesienia należy użyć wzorca Ag/AgCl. Do przeciwelektrody użyj platynowej siatki, która została luźno wygięta, aby owinąć się wokół badanej próbki (elektroda robocza).</li>
	<li>Napełnij elektrodę Ag/AgCl 3 M KCl za pomocą pipety. Po intensywnym użytkowaniu wymień i ponownie napełnij Ag Ag/Cl. Aby to zrobić, zwolnij końcówkę elektrody, aby opróżnić płyn do małego szklanego naczynia zbiorczego (zlewki). Po usunięciu całego roztworu włóż końcówkę i napełnij 3 M KCl.</li>
	<li>Użyj taśmy na wszystkich połączeniach, aby upewnić się, że cała komora jest uszczelniona.</li>
	<li>Po uszczelnieniu komory ze wszystkimi elektrodami umieszczonymi wewnątrz naczynia antykorozyjnego, należy ustawić temperaturę na 37 °C i otworzyć zawór azotu o natężeniu przepływu 150 cm3/min. Przed przeprowadzeniem biegu pozostawić temperaturę i azot na 60 minut. Utrzymuj azot w ruchu przez cały czas trwania eksperymentu.</li>
</ol>
4. Przeprowadzanie testu korozyjnego
<ol>
	<li>Otwórz pakiet oprogramowania elektrochemicznego, który łączy się z potencjostatem sterowanym przez USB.</li>
	<li>Wykonaj połączenia elektryczne między potencjostatem a 3 elektrodami, a następnie włącz potencjostat.</li>
	<li>Otwórz i użyj "widoku pomiaru", aby wyświetlić potencjalne i aktualne odczyty środowiska korozyjnego. Podczas fazy potencjału obwodu otwartego (OCP), w której nie jest jeszcze stosowany potencjał rampy, odczyt prądu między elektrodą roboczą (potencjał dodatni) a elektrodą przeciwbiegunową (ujemną) wynosi około (0 ± 0,01) μA. Niewłaściwe uszczelnienie komory taśmą PTFE może powodować wahania aktualnego odczytu z powodu napowietrzania komory gazowym azotem w celu usunięcia cząsteczek tlenu.</li>
	<li>Pozostawić próbkę do zrównoważenia i ustabilizowania się w środowisku naczynia korozyjnego. Czas trwania jest różny (od 1 do 6 godzin) i zależy od materiału. Monitoruj potencjał za pomocą widoku pomiaru, aby określić, czy osiągnięte zostały ustabilizowane warunki. Potencjał będzie stały, bez wahań, gdy zostaną osiągnięte stabilne warunki.</li>
	<li>Po osiągnięciu stabilnych warunków rozpocznij przebieg korozji. Zanim jednak będzie to możliwe, należy wypełnić warunki "programu korozji" i "cyklicznej woltamperometrii (CV)" za pomocą szablonu szkieletu dostarczonego przez oprogramowanie analityczne.</li>
	<li>Wybierz procedurę potencjostatu cyklicznej woltamperometrii w widoku ustawień z zakładki procedura.</li>
	<li>Umożliwia pobieranie próbek następujących parametrów dla przebiegu korozji: czas, potencjał elektrody roboczej (WE) i prąd dla przebiegu korozji.</li>
	<li>Wybierz opcję, aby zautomatyzować bieżący zakres. Ustaw najwyższy prąd w zakresie na 10 mA, a najniższy prąd w zakresie na 10 nA dla WE.</li>
	<li>Upewnij się, że ostateczny wybór odcięcia jest kontrolowany przez potencjał, ustawiając parametr "cykl wsteczny" na 0,8 mV, aby umożliwić zakończenie pętli histerezy.</li>
	<li>Zapisz OCP z widoku pomiaru w polu tekstowym Parametr OCP. Ustaw potencjał startowy 100 mV poniżej zarejestrowanej wartości OCP. Ustaw potencjał górnego wierzchołka na 800 mV, dolny wierzchołek na 100 mV poniżej potencjału początkowego, a potencjał zatrzymania na 100 mV poniżej potencjału dolnego wierzchołka. Ustaw szybkość skanowania na 0,001 V/s, a potencjał kroku na 0,0024 V/s. Teraz naciśnij start.</li>
</ol>
5. Po zakończeniu przebiegu korozji
Uwaga: Po zakończeniu procesu korozji, skanowanie polaryzacji jest wyświetlane w widoku analizy oprogramowania. Dla każdego przebiegu polaryzacji widok prezentera zawiera listę OCP, wykres dla E vs. t oraz schody CV, które są wykresem E w funkcji Log (i).
<ol>
	<li>W ramach każdego łącza wykresu określ wewnętrzną filtrację punktów danych, ekstrapolację Tafela i opcje wykresu. Rozwiń każdy prezentowany link, aby pokazać różne interesujące Cię parametry, które łącznie tworzą parametry elektrochemiczne. Skan polaryzacyjny (gęstość prądu w funkcji potencjału) określa potencjał obwodu otwartego, potencjał wżerowy (Epit) i potencjał ochronny (Epro).</li>
	<li>Tabelaryzuj anodowe i katodowe stałe Tafel, szybkość korozji, prąd korozji, gęstość prądu korozji, potencjał początkowy i potencjał końcowy pod szybkością korozji za pomocą łącznika nachylenia Tafel.</li>
</ol>
6. Wyjmowanie próbki z uchwytu elektrody
<ol>
	<li>Przygotuj 3 małe słoiki po 50 ml z dichlorometanem pod wyciągiem.</li>
	<li>Wyjąć badane próbki z uchwytów elektrod, zanurzając dolny koniec uchwytu w dichlorometanie na 30 minut w dygestorium.</li>
	<li>Po odłączeniu umieść próbkę w następnym słoiku z dichlorometanem i pozostaw na 15 minut. Powtórz ten proces z trzecim i ostatnim płukaniem, aby pozbyć się nadmiaru powłoki na sekcjach mocujących próbki.</li>
	<li>Wytrzyj pozostały uszczelniacz z klipsa i próbki, a na koniec spłucz wodą DI.</li>
</ol>

<ol><li>Isaacs, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aspects+of+corrosion+from+the+ECS+Publications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Aspects of corrosion from the ECS Publications.</a> J. Electrochem. Soc. 149 (12), 85-87 (2002).</li>
<li>Fontana, M. G., Greene, N. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFontana%2C+MG+%22Corrosion+Engineering%22">Corrosion Engineering</a>. , 2nd edn, McGraw-Hill, NY, USA. (1978).</li>
<li>Pourbaix, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+corrosion+of+metallic+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrochemical corrosion of metallic biomaterials.</a> Biomaterials. 5 (3), 122-134 (1984).</li>
<li>Rechnitz, G. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRechnitz%2C+GA+%22Controlled-Potential+Analysis%22">Controlled-Potential Analysis</a>. , Pergamon Press Inc. New York. (1963).</li>
<li>Silverman, D. C. Chapter 68. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSilverman%2C+DC+%22Uhlig%27s+Corrosion+Handbook%22">Uhlig's Corrosion Handbook</a>. Revie, R. W. , John Wiley and Sons Inc. (2000).</li>
<li>Gurappa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+different+materials+for+corrosion+resistance+under+simulated+body+fluid+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Charact%22%5BJournal%5D)">Characterization of different materials for corrosion resistance under simulated body fluid conditions.</a> Mater Charact. 49 (1), 73-79 (2002).</li>
<li>Antoniou, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+ion+levels+in+the+blood+of+patients+after+hip+resurfacing%3A+a+comparison+between+twenty-eight+and+thirty-six-millimeter-head+metal-on-metal+prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Am%22%5BJournal%5D)">Metal ion levels in the blood of patients after hip resurfacing: a comparison between twenty-eight and thirty-six-millimeter-head metal-on-metal prostheses.</a> J Bone Joint Surg Am. 90, Suppl 3. 142-148 (2008).</li>
<li>Billi, F., Campbell, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotoxicology+of+metal+wear+particles+in+total+joint+arthroplasty%3A+a+review+of+current+concepts%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Biomater+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanotoxicology of metal wear particles in total joint arthroplasty: a review of current concepts.</a> J Appl Biomater Funct Mater. 8 (1), 1-6 (2010).</li>
<li>Bradberry, S. M., Wilkinson, J. M., Ferner, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systemic+toxicity+related+to+metal+hip+prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Toxicol+%28Phila%29%22%5BJournal%5D)">Systemic toxicity related to metal hip prostheses.</a> Clin Toxicol (Phila). 52 (8), 837-847 (2014).</li>
<li>Davda, K., Lali, F. V., Sampson, B., Skinner, J. A., Hart, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+analysis+of+metal+ion+levels+in+the+joint+fluid+of+symptomatic+patients+with+metal-on-metal+hip+replacements%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">An analysis of metal ion levels in the joint fluid of symptomatic patients with metal-on-metal hip replacements.</a> J Bone Joint Surg Br. 93 (6), 738-745 (2011).</li>
<li>Clarke, M. T., Lee, P. T., Arora, A., Villar, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Levels+of+metal+ions+after+small+and+large+diameter+metal-on-metal+hip+arthroplasty%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">Levels of metal ions after small and large diameter metal-on-metal hip arthroplasty.</a> J Bone Joint Surg Br. 85 (6), 913-917 (2003).</li>
<li>Brown, S. A., Hughes, P. J., Merritt, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+studies+of+fretting+corrosion+of+orthopaedic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">In vitro studies of fretting corrosion of orthopaedic materials.</a> J Orthop Res. 6 (4), 572-579 (1988).</li>
<li>Bryant, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+the+surface+topography%2C+tomography+and+chemistry+of+fretting+corrosion+product+found+on+retrieved+polished+femoral+stems%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Characterisation of the surface topography, tomography and chemistry of fretting corrosion product found on retrieved polished femoral stems.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 32, 321-334 (2014).</li>
<li>Jantzen, C., Jørgensen, H. L., Duus, B. R., Sporring, S. L., Lauritzen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromium+and+cobalt+ion+concentrations+in+blood+and+serum+following+various+types+of+metal-on-metal+hip+arthroplasties.+A+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Orthopaedica%22%5BJournal%5D)">Chromium and cobalt ion concentrations in blood and serum following various types of metal-on-metal hip arthroplasties. A literature review.</a> Acta Orthopaedica. 84 (3), 229-236 (2013).</li>
<li>Campbell, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histological+Features+of+Pseudotumor-like+Tissues+From+Metal-on-Metal+Hips%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Orthop.+Relat.+Res%22%5BJournal%5D)">Histological Features of Pseudotumor-like Tissues From Metal-on-Metal Hips.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 468 (9), 2321-2327 (2010).</li>
<li>Cook, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+in+vivo+performance+of+250+internal+fixation+devices%3A+a+follow-up+study%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The in vivo performance of 250 internal fixation devices: a follow-up study.</a> Biomaterials. 8 (3), 177-184 (1987).</li>
<li>Cooper, H. J., Urban, R. M., Wixson, R. L., Meneghini, R. M., Jacobs, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adverse+local+tissue+reaction+arising+from+corrosion+at+the+femoral+neck-body+junction+in+a+dual-taper+stem+with+a+cobalt-chromium+modular+neck%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Am%22%5BJournal%5D)">Adverse local tissue reaction arising from corrosion at the femoral neck-body junction in a dual-taper stem with a cobalt-chromium modular neck.</a> J Bone Joint Surg Am. 95 (10), 865-872 (2013).</li>
<li>Langton, D. J., Sprowson, A. P., Joyce, T. J., Reed, M., Carluke, I., Partington, P., Nargol, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blood+metal+ion+concentrations+after+hip+resurfacing+arthroplasty%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">Blood metal ion concentrations after hip resurfacing arthroplasty.</a> J Bone Joint Surg Br. 91 (10), 1287-1295 (2009).</li>
<li>Langton, D. J., Jameson, S. S., Joyce, T. J., Webb, J., Nargol, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+component+size+and+orientation+on+the+concentrations+of+metal+ions+after+resurfacing+arthroplasty+of+the+hip%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">The effect of component size and orientation on the concentrations of metal ions after resurfacing arthroplasty of the hip.</a> J Bone Joint Surg Br. 90 (9), 1143-1151 (2008).</li>
<li>Daniel, J., Ziaee, H., Pradhan, C., McMinn, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Six-year+results+of+a+prospective+study+of+metal+ion+levels+in+young+patients+with+metal-on-metal+hip+resurfacings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">Six-year results of a prospective study of metal ion levels in young patients with metal-on-metal hip resurfacings.</a> J Bone Joint Surg Br. 91 (2), 176-179 (2009).</li>
<li>De Haan, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+inclination+of+the+acetabular+component+and+metal+ion+levels+in+metal-on-metal+hip+resurfacing+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">Correlation between inclination of the acetabular component and metal ion levels in metal-on-metal hip resurfacing replacement.</a> J Bone Joint Surg Br. 90 (10), 1291-1297 (2008).</li>
<li>Dijkman, M. A., de Vries, I., Mulder-Spijkerboer, H., Meulenbelt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cobalt+poisoning+due+to+metal-on-metal+hip+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Ned+Tijdschr+Geneeskd%22%5BJournal%5D)">Cobalt poisoning due to metal-on-metal hip implants.</a> Ned Tijdschr Geneeskd. 156 (42), A4983(2012).</li>
<li>Fisher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioengineering+reasons+for+the+failure+of+metal-on-metal+hip+prostheses%3A+an+engineer%27s+perspective%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Br%22%5BJournal%5D)">Bioengineering reasons for the failure of metal-on-metal hip prostheses: an engineer's perspective.</a> J Bone Joint Surg Br. 93 (8), 1001-1004 (2011).</li>
<li>Goldberg, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Multicenter+Retrieval+Study+of+the+Taper+Interfaces+of+Modular+Hip+Prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Orthop.+Relat.+Res%22%5BJournal%5D)">A Multicenter Retrieval Study of the Taper Interfaces of Modular Hip Prostheses.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. (401), 149-161 (2002).</li>
<li>Ingham, E., Fisher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+reactions+to+wear+debris+in+total+joint+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Inst+Mech+Eng+H%22%5BJournal%5D)">Biological reactions to wear debris in total joint replacement.</a> Proc Inst Mech Eng H. 214 (1), 21-37 (2000).</li>
<li>Gilbert, J. L., Buckley, C. A., Jacobs, J. J. In vivo corrosion of modular hip prosthesis components in mixed and similar metal combinations. The effect of crevice, stress, motion and allot coupling. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGilbert%2C+JL+%22J.+Biomed.+Mater.+Res%22">J. Biomed. Mater. Res</a>. Res, J. .B. iomed.M. ater. 76 (1), 1533-1544 (1993).</li>
<li>Browne, J. A., Bechtold, C. D., Berry, D. J., Hanssen, A. D., Lewallen, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failed+metal-on-metal+hip+arthroplasties%3A+a+spectrum+of+clinical+presentations+and+operative+findings%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Orthop.+Relat.+Res%22%5BJournal%5D)">Failed metal-on-metal hip arthroplasties: a spectrum of clinical presentations and operative findings.</a> Clin. Orthop. Relat. Res. 468 (9), 2313-2320 (2010).</li>
<li>Jantzen, C., Jorgensen, H. L., Duus, B. R., Sporring, S. L., Lauritzen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromium+and+cobalt+ion+concentrations+in+blood+and+serum+following+various+types+of+metal-on-metal+hip+arthroplasties%3A+a+literature+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Orthop%22%5BJournal%5D)">Chromium and cobalt ion concentrations in blood and serum following various types of metal-on-metal hip arthroplasties: a literature overview.</a> Acta Orthop. 84 (3), 229-236 (2013).</li>
<li>Frangini, S., De Cristofaro, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+galvanostatic+polarisation+method+for+determining+reliable+pitting+potentials+on+stainless+steels+in+crevice-free+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Corros+Sci%22%5BJournal%5D)">Analysis of galvanostatic polarisation method for determining reliable pitting potentials on stainless steels in crevice-free conditions.</a> Corros Sci. 45 (12), 2769-2786 (2002).</li>
<li>Bio-Logic. Potentiostat stability mystery explained. Application Note 4. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.bio-logic.info/assets/app%20notes/Application%20note%204.pdf">http://www.bio-logic.info/assets/app%20notes/Application%20note%204.pdf</a> 1-7 (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Skany polaryzacyjne wykonane z próbek stali nierdzewnej wykazały czyste, ciągłe wykresy korelujące ze skanami widzianymi w literaturze, wskazującymi na dobrze działający system korozyjny, który jest zarówno wiarygodny, jak i powtarzalny 29. Słaba odtwarzalność potencjodynamicznych potencjałów wżerowych jest identyfikowana przy rozkładzie kilkuset miliwoltów, przy czym potencjał wżerowy charakteryzuje się procesem stochastycznym 29. Jest to zwykle spowodowane zmiennymi temperatury, zawartości halogen...

Techniki elektrochemiczne zapewniają szybką i stosunkowo tanią metodę uzyskania właściwości elektrochemicznych materiału. Techniki te opierają się głównie na zdolności do wykrywania korozji metalu poprzez obserwację reakcji procesu przenoszenia ładunku na kontrolowane zakłócenie elektrochemiczne 1-5. Korozja metalowych implantów w środowisku ciała ma kluczowe znaczenie ze względu na niekorzystny wpływ na biokompatybilność i integralność materiału 6. Głównym czynnikiem przyczyniającym się do korozji implantów w ciele jest rozpuszczanie się tlenku powierzchniowego, co prowadzi do zwiększonego uwalniania jonów metali 7-11. Powoduje to niepożądane reakcje biologiczne, które można stwierdzić miejscowo, ale z potencjalnie ogólnoustrojowymi skutkami prowadzącymi do przedwczesnej awarii implantu 10,12-28.
Charakterystyka korozji próbki testowej jest przewidywana na podstawie skanu polaryzacji wytwarzanego przez potencjostat. Skan polaryzacyjny pozwala na ekstrapolację parametrów kinetycznych i korozyjnych podłoża metalowego. Podczas skanowania utlenianie lub redukcja form elektroaktywnych może być ograniczona przez przenoszenie ładunku i ruch reagentów lub produktów. Wszystkie te czynniki są hermetyzowane przez skan polaryzacyjny; Dlatego tak ważne jest posiadanie systemu, który zapewnia niezawodne i powtarzalne skanowanie polaryzacji w wielu cyklach. Głównym celem tego manuskryptu jest dostarczenie protokołu identyfikującego przesłanki i kroki podjęte w celu uzyskania dobrze działającego potencjodynamicznego systemu korozyjnego.

<table><tbody><tr><td>Potencjostat</td><td>Metrohm</td><td>PGSTAT101</td><td></td></tr><tr><td>Ag/AgCl elektroda referencyjna ekranowana</td><td>Metrohm</td><td>6.0729.100</td><td></td></tr><tr><td>Wałek elektrody</td><td>Metrohm</td><td>6.1241.060</td><td></td></tr><tr><td>Polerka Forcipol 1v</td><td>Metkon</td><td>3602</td><td></td></tr><tr><td>Kolba klindryczna 700 ml</td><td>SciLabware</td><td>FR700F</td><td></td></tr><tr><td>Pokrywka</td> <td>reakcyjnaSciLabware</td><td>MAF2/41</td><td></td></tr><tr><td>Dichlorometan</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>MKBR7629V</td><td>Stosować pod wpływem oparów. Nosić odzież ochronną.</td></tr><tr><td>Pompy cyrkulacyjne zanurzeniowe serii Thermo / HAAKE D</td><td>Haake</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

potencjodynamiczne testy korozyjne

Potentiodynamic Corrosion Testing

Różne materiały metaliczne mają różne charakterystyki polaryzacji, co jest podyktowane potencjałem obwodu otwartego, potencjałem przebicia i potencjałem pasywacji materiału. Wykrycie tych parametrów elektrochemicznych identyfikuje czynniki korozyjne materiału. Aby to osiągnąć, wymagany jest niezawodny i dobrze działający system antykorozyjny.
Korozja próbek została osiągnięta za pomocą techniki polaryzacji potencjodynamicznej wykorzystującej konfigurację trzech elektrod, składającą się z elektrod referencyjnych, licznikowych i roboczych. Przed rozpoczęciem działalności uzyskuje się potencjał bazowy. Po ustabilizowaniu potencjału korozyjnego (Ecorr), przyłożony potencjał jest zwiększany w wolnym tempie w kierunku dodatnim w stosunku do elektrody odniesienia. Elektrodą roboczą była śruba ze stali nierdzewnej. Elektrodą referencyjną był standardowy Ag/AgCl. Zastosowaną przeciwelektrodą była siatka platynowa. Posiadanie niezawodnego i dobrze działającego systemu korozji in vitro do testowania biomateriałów zapewnia niedrogą technikę, która pozwala na systematyczną charakterystykę materiału poprzez określenie potencjału rozpadu, aby lepiej zrozumieć reakcję materiału na korozję. Celem protokołu jest stworzenie i uruchomienie systemu korozji potencjodynamicznej in vitro do analizy korozji wżerowej małych metalowych wyrobów medycznych.

Po zakończeniu procedury przygotowano układ korozji in vitro w celu przeprowadzenia badań korozyjnych. W celu poprawy parametrów szumów do protokołu wprowadzono specyficzne procedury, takie jak czyszczenie naczynia korozyjnego i klatki Faradaya. Podstawową koncepcją prawidłowego skanowania polaryzacyjnego jest identyfikacja warunków elektrofizycznych materiału, co dostarcza cennych informacji pozwalających zrozumieć podatność na korozję danego materiału metalicznego. Przestrzegan...

Tutaj prezentujemy protokół do konfiguracji i uruchomienia systemu korozji potencjodynamicznej in vitro do analizy korozji wżerowej dla małych metalowych urządzeń medycznych.

Potencjodynamiczne testy korozyjne

Different metallic materials have different polarization characteristics as dictated by the open circuit potential, breakdown potential, and passivation ...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest zapewnienie niezawodnego układu wykorzystywanego do przeprowadzania badań korozji potencjodynamicznej na małych próbkach metalicznych. Metoda ta pozwala odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie biomedycznej, takie jak możliwość określenia podatności na korozję implantów lub materiałów. Główną zaletą tej techniki jest to, że stanowi ona stosunkowo niedrogą metodę badania korozji małych próbek metalicznych.Zbuduj uchwyt próbki z dystansów ze stali nierdzewnej oraz śruby z gwintem M3 ze stali nierdzewnej, przymocowanej za pomocą nakrętki sześciokątnej M3. Usuń łeb śruby za pomocą szczypiec i wypoleruj odcięty fragment, aby zachować wzór gwintu. Po przygotowaniu wszystkich poszczególnych komponentów złóż uchwyty elektrod.Każdy uchwyt elektrody składa się z trzech przekładek połączonych śrubami M3, co daje uchwyt o długości 11,5 centymetra. Na połączeniu śruby z przekładkami należy umieścić nakrętki sześciokątne, aby zablokować połączenie. Po złożeniu uchwytów elektrod należy nałożyć kilka warstw lakieru izolacyjnego, aby zapobiec korozji prętów ze stali nierdzewnej podczas przebywania w komorze korozyjnej.Aby to osiągnąć, należy szybko pokryć połowę każdego uchwytu elektrody i pozwolić mu wyschnąć przed pokryciem drugiej połowy. Pomoże to uzyskać całkowitą, szczelną warstwę bez uszkodzenia obszarów przeznaczonych do pokrycia. Umieść elektrody w podwyższonej pozycji w dygestorium w celu ich wysuszenia.Należy upewnić się, że świeżo pokryte obszary nie dotykają innych powierzchni, ponieważ mogłoby to zniszczyć naniesioną warstwę. Przed każdym badaniem korozyjnym należy oczyścić naczynie korozyjne. Naczynie należy wyszorować detergentem gospodarstwa domowego i dokładnie opłukać wodą z kranu.Powtórz ten krok trzykrotnie. Następnie trzykrotnie wypłucz naczynie korozyjne wodą dejonizowaną, aby usunąć potencjalne zanieczyszczenia obecne w wodzie z kranu. Po zakończeniu płukania wodą dejonizowaną wlej do naczynia korozyjnego 300 mililitrów 95% ethanol i zamieszaj ruchem wirowym, aby zalać wszystkie powierzchnie wewnętrzne.Wylać etanol i powtórzyć ten krok trzy razy. Pozostawić naczynie korozyjne w dygestorium na 30 minut, aby cały etanol całkowicie odparował przed przepłukaniem elektrolitem, który zostanie użyty do pomiaru korozji, zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Elektrodą roboczą jest śruba ze stali nierdzewnej, będąca badaną próbką.Przed włożeniem elektrody do naczynia korozyjnego należy przetrzeć ją chusteczką nasączoną 80% ethanol, a następnie umieścić w szklanym zlewce wypełnionej 100 mililitrami roztworu soli fizjologicznej z buforem fosforanowym. Za pomocą pinu łączącego należy przymocować uchwyty elektrod do zawieszeń elektrod. Dopasuj zawieszenia elektryczne do punktów wejściowych w pokrywie naczynia korozyjnego. Zamknij naczynie korozyjne szklaną pokrywą reakcyjną i zaciśnij zaciskiem, aby zapewnić wodoszczelne uszczelnienie.Pokrywa komory posiada pięć punktów dostępu dla aparatury eksperymentalnej i pomiarowej. Należy zastosować konfigurację tródelektrodową, składającą się z elektrody odniesienia, pomocniczej i pracującej. Jako elektrodę odniesienia należy wykorzystać standardową elektrodę srebrowo-chlorkową.Jako elektrodę pomocniczą należy zastosować siatkę platynową, luźno wygiętą tak, aby otaczała badany preparat. Po zamknięciu komory z wszystkimi elektrodami umieszczonymi w naczyniu korozyjnym, ustaw temperaturę na 37 °C i otwórz zawór azotowy przy przepływie 150 cm³/min. Pozostaw włączone ogrzewanie i dopływ azotu na 60 minut przed rozpoczęciem pomiaru.Podtrzymać przepływ azotu przez cały czas trwania eksperymentu. Połączyć elektrycznie potencjostat z trzema elektrodami, a następnie włączyć potencjostat. Pozostawić próbkę do czasu osiągnięcia równowagi i stabilizacji w środowisku naczynia korozyjnego.Czas trwania tego procesu jest zmienny i zależy od materiału. Monitoruj potencjał w widoku pomiarowym, aby ustalić, czy osiągnięto stabilne warunki. Po osiągnięciu stabilnych warunków potencjał będzie stały, bez wahań.W widoku konfiguracji w karcie procedury wybierz procedurę woltamperometrii cyklicznej (cyclic voltammetry potentiostat). Wybierz opcję automatyzacji zakresu prądu. Dla elektrody roboczej ustaw maksymalny prąd w zakresie na 10 milliamps, a minimalny na 10 nanoamps.Upewnij się, że końcowy wybór punktu odcięcia jest kontrolowany przez potencjał, ustawiając parametr powrotu cyklu (cycle back) na 800 millivoltów, aby umożliwić domknięcie pętli histerezy. Zapisz wartość potencjału obwodu otwartego, czyli OCP, z widoku pomiarowego w polu tekstowym parametru OCP. Ustaw potencjał początkowy na 100 millivoltów poniżej zarejestrowanej wartości OCP.Ustaw potencjał górnego wierzchołka na 800 mV, potencjał dolnego wierzchołka na 100 mV poniżej potencjału początkowego, a potencjał końcowy na 100 mV poniżej potencjału dolnego wierzchołka. Następnie ustaw szybkość skanowania na 0,001 V/s oraz potencjał kroku na 0,0024 V/s. Teraz naciśnij start.Aby usunąć próbkę z uchwytu elektrody, przygotuj pod wyciągiem trzy małe słoiczki zawierające po 50 mililitrów dichlorometanu. Usuń badane próbki z uchwytów elektrod, zanurzając dolny koniec uchwytu w dichlorometanie na 30 minut pod wyciągiem. Po odczepieniu umieść okaz w kolejnym słoiczku z dichlorometanem i pozostaw na 15 minut.Powtórz ten proces podczas trzeciego i ostatniego płukania, aby usunąć nadmiar powłoki z sekcji mocowania próbki. Przedstawione tutaj są reprezentatywne wyniki skanowania polaryzacji potencjodynamicznej z pomiaru korozji stali nierdzewnej 316, które mogą zostać wykorzystane do wyznaczenia istotnych parametrów korozji służących do charakterystyki korozyjnej badanej próbki. To skanowanie polaryzacyjne pokazuje kierunki skanowania w przód i w tył.or określa punkt, w którym obserwowane są potencjał ochronny i potencjał wżerowy. Pętla histerezy jest odwracana przy ustawionym potencjale i powraca, przecinając krzywą anodową, co pozwala zidentyfikować potencjał ochronny. Kluczowe jest posiadanie systemu zapewniającego wysokiej jakości skany, które są powtarzalne i wiarygodne, ponieważ wykresy polaryzacji potencjodynamicznej są wykorzystywane do obliczania prądu korozyjnego i potencjału korozyjnego przy użyciu ekstrapolacji Tafla.Po opanowaniu techniki, procedura ta może zostać przeprowadzona w około dwie godziny, pod warunkiem prawidłowego wykonania. Czas ten nie obejmuje czasu korozji próbki, ponieważ zależy on od rodzaju materiału. Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać, aby nie zanieczyścić żadnych elektrod ani naczyń szklanych przed rozpoczęciem procesu korozji.Ograniczenie wszelkich zanieczyszczeń jest kluczowe. Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić inne metody, takie jak skaningowa mikroskopia elektronowa, analiza powierzchni lub inne techniki obrazowania, a także techniki ilościowego oznaczania korozji, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś mieć dobrą wiedzę na temat tego, jak prowadzić wiarygodny system elektrodynamicznej korozji.Należy pamiętać, że praca z lakierem microstop może być niezwykle niebezpieczna, dlatego podczas wykonywania tej procedury zawsze należy przestrzegać środków ostrożności, takich jak stosowanie podwójnych rękawiczek i praca pod dygestorium do filmów.

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Protokół jest opisany dla charakterystyki kluczowych parametrów elektrochemicznych elektrody diamentowej domieszkowanej borem (BDD) i późniejszego zastosowania do eksperymentów z generowaniem pH in situ.

Ocena jakości elektrody diamentowej domieszkowanej borem i zastosowanie jej do modyfikacji in situ lokalnego pH metodą elektrolizy wody

Przedstawiono łatwą metodę przygotowania elektrod przy użyciu materiału sypkiego Fe4.5Ni4.5S8. Metoda ta stanowi technikę alternatywną dla konwencjonalnego wytwarzania elektrod i opisuje wymagania wstępne dla niekonwencjonalnych materiałów elektrodowych, w tym prostą metodę badań elektrokatalitycznych.

Proste metody przygotowania elektrod masowych z metali nieszlachetnych do zastosowań elektrokatalitycznych

Proponujemy metodę pomiaru parametru, który jest bardzo istotny dla oceny korozji lub przewidywania konstrukcji żelbetowych, z główną zaletą pozwalającą na testowanie próbek z konstrukcji inżynierskich. Zapewnia to rzeczywiste warunki na styku stali i betonu, które są kluczowe dla uniknięcia artefaktów próbek wytworzonych w laboratorium.

Protokół doświadczalny do oznaczania wartości progowej chlorków dla korozji w próbkach pobranych z konstrukcji żelbetowych

Protokół opisuje syntezę i testy elektrochemiczne nanodrutów platynowo-niklowych. Nanodruty zsyntetyzowano w wyniku galwanicznego przemieszczenia matrycy z nanodrutu niklowego. Przetwarzanie po syntezie, w tym wyżarzanie wodoru, ługowanie kwasem i wyżarzanie tlenowe, wykorzystano do optymalizacji wydajności i trwałości nanodrutów w reakcji redukcji tlenu.

Synteza nanodrutów platynowo-niklowych i optymalizacja pod kątem wydajności redukcji tlenu

Ten protokół opisuje pomiar siły elektromotorycznej pierwiastków ziem alkalicznych w stopach ciekłych metali w wysokich temperaturach (723-1,123 K) w celu określenia ich właściwości termodynamicznych, w tym aktywności, częściowej entropii molowej, częściowej entalpii molowej i temperatur przemian fazowych, w szerokim zakresie składu.

Wyznaczanie właściwości termodynamicznych stopów metali ziem alkalicznych i ciekłych z wykorzystaniem techniki sił elektromotorycznych

Testowanie procesów związanych z korozją materiałów często może być trudne, zwłaszcza w środowiskach niewodnych. W tym miejscu przedstawiamy różne metody krótko- i długoterminowego badania zachowania korozyjnego środowisk niewodnych, takich jak biopaliwa, zwłaszcza te zawierające bioetanol.

Korozja metali i skuteczność inhibitorów korozji w mediach o mniejszym przewodzeniu

Tutaj prezentujemy protokół do pomiaru szybkości trybokorozji i synergii zużycia i korozji cienkich warstw i luzem stopów Al w symulowanej wodzie morskiej w temperaturze pokojowej.

Określanie szybkości trybokorozji i synergii zużycie-korozji masowych i cienkowarstwowych stopów aluminium

Ten protokół demonstruje metodę elektrochemicznego chropowatości cienkowarstwowych elektrod platynowych bez preferencyjnego rozpuszczania na granicy ziaren. Zademonstrowano techniki elektrochemiczne woltamperometrii cyklicznej i spektroskopii impedancyjnej w celu scharakteryzowania tych powierzchni elektrod.

Elektrochemiczne chropowatość makro i mikroelektrod cienkowarstwowych platynowych

Aby ułatwić poszukiwanie bardziej ekonomicznych i przyjaznych dla środowiska formuł naturalnych klejów do drewna na bazie produktów, ta praca demonstruje przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie nasion roślinnych. Protokół ten pozwala ocenić produkty rolne na bazie nasion roślin jako odpowiednich kandydatów do zastąpienia syntetycznych klejów do drewna.

Przygotowanie i testowanie klejów do drewna na bazie mączki z nasion roślin

Przedstawiono solidne i elastyczne podejście do potwierdzania odporności na herbicydy w populacjach chwastów. Protokół ten pozwala na określenie poziomów odporności na herbicydy i zastosowanie ich do szerokiej gamy gatunków chwastów i herbicydów z niewielkimi dostosowaniami.

Protokoły solidnych testów odporności na herbicydy u różnych gatunków chwastów

Poznaj metodę potencjodynamicznych testów korozyjnych do oceny odporności małych metalowych implantów medycznych. Technika ta umożliwia badaczom analizę podatności materiałów na korozję w warunkach biologicznych.

Potencjodynamiczne testy korozyjne

Przeglądaj więcej filmów