图4-3-3 钛合金在低温盐水环境中的tafel曲线图 45

图4-3-4 钛合金在常温盐水环境中的bode曲线图 46

图4-3-5 钛合金在常温盐水环境中的nyquist曲线图 46

图4-3-6 钛合金在常温盐水环境中的tafel曲线图 47

图4-3-7 钛合金在高温盐水环境中的bode曲线图 47

图4-3-8 钛合金在高温盐水环境中的nyquist曲线图 48

图4-3-9 钛合金在高温盐水环境中的tafel曲线图 48

 图4-3-10 钛合金在牛血清环境中的bode曲线图 49

 图4-3-11 钛合金在牛血清环境中的nyquist曲线图 49

 图4-3-12 钛合金在牛血清环境中的tafel曲线图 50

表清单

表序号 表名称 页码

表2-1-1 钛合金化学成分（质量分数 wt。％） 11

表2-1-2 Co Cr Mo化学成分（质量分数 wt。％） 11

表2-1-3 钛合金和Co Cr Mo合金物理力学性能 11

前言

目前医疗水平的发达要求我们在通过手术将生物关节替代材料植入人体后，在这个时候各种各样的压力、扭转、剪切力以及疲劳、磨损、腐蚀的综合作用于关节假体[7]，由于上述各种综合作用的存在这样对人工关节置换后的效果及寿命造成了很大的影响。截止到现在人们医用手术通常采用的组合式假体，假体自身的配合面、假体与骨水泥界面、骨水泥与骨组织界面、假体与周围骨组织的界面等等这些紧密配合面上都容易存在各式各样的磨损，与此同时还要受到人体内关节液的腐蚀作用，这时候一些磨损颗粒和碎屑就容易产生在人工假体与关节接合表面，由于上述过程而产生的一定量的磨屑与骨组织发生相互作用，造成骨溶解，然后使得假体在磨损颗粒和碎屑中因为松动[8]而发生失效。目前我们的社会医疗尤其在人工生物关节替代材料中存在的很多诸如此类的失效问题，本篇文章对人工关节替代材料的腐蚀性能及微动磨损进行了更深入的探讨，尤其是探究温度对生物关节替代材料腐蚀性能的影响。研究人工关节置换材料在人体内的微动腐蚀行为对改进关节替代材料、完善手术操作技术以延长人工关节植入物的使用寿命具有重要的指导意义。因为在长久的、高负荷步行和骑车等活动中由于生物关节替代材料在人体内的不断摩擦所以人工关节植入物会摩擦产生热量进而会直接或间接的影响到人工关节植入物的物理和化学性能，在这里我们主要探讨其腐蚀性能的变化。我们知道在人工关节植入物周围有很多复杂纷繁的软组织和硬组织，这时候在我们日常生活运动中这些软、硬组织摩擦产生热量进而遭到损伤，与此同时软组织和硬组织间的滑液润滑会发生恶化，上述两种情况的恶化有可能导致人工关节植入物发生松动或失效。本研究的目标时是在不同条件下测量人工植入物在体内的温度的同时探究生物关节替代材料表面形貌的变化和腐蚀性能的改变。考虑到这个课题很多前辈都已经做过相关实验并得到了一些相关结论，所以通过查阅相关资料文献，我们找到这样一篇文章，《Frictional heating of total hip implants。 Part 1。 measurements in patients》文章中描述了这样的五个病人的七个关节是人工植入物。仪器的接口与氧化铝陶瓷头之间的温度和关节接触力可以使用遥测数据传输。植入物的峰值温度可以与陶瓷球一同上涨到43。18摄氏度,但是在患者进行一个小时的步行时却有很大的不同。这时候我们考虑到可能更高的体重或慢跑时，在患者的关节部分会产生更高的温度。可能是受到关节摩擦的影响导致陶瓷杯的温度峰值显示比较低。骑自行车和走路时产生热量的不同,证明力的大小影响产生的热量。然而在行走之间力的大小和最高温度的之间并没有发现正相关的关系。除了温度的影响其他因素对植入物温度的影响是联合的。基于获得的数据和可用的资料我们发现由于摩擦引起人体内生物关节替代材料产生热量的不稳定。所以我们必须考虑人工关节植入物对生物组织造成的热损伤不利影响。与此同时又不能判定个别病人存在的潜在风险，由此可见一种低摩擦少腐蚀的人工关节植入材料的使用和改进是很重要的。首先，在前期的准备工作中，我们需要阅读大量与本论文课题有关的文献和资料，然后我们要将两种试样进行表面处理使实验可以正常进行；其次，我们要准备实验需要的标准0。9％的生理盐水和25％的牛血清，在需要低温和高温实验试样时，我们将实验用的0。9％的生理盐水放置在水浴锅中进行加热或者储藏在冷藏室里。与此同时，准备好相关的实验器材和实验场地。最后对实验器材和实验场地进行整理和维护。从实验中获得的数据通过Origin软件分析得出了摩擦系数和时间的相关关系进而推出摩擦系数和温度的相关关系，并且通过电化学工作站软件获得极化曲线图和阻抗实验图并对阻抗实验图极化曲线图。因此，本次实验有现实可靠的数据作为支撑来探讨人工关节替代材料腐蚀性能随温度的变化关系。