junior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
младший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
PhD (Physics and Mathematics), senior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
PhD (Engineering), junior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
кандидат технических наук,
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, Director of the Research Institute of Advanced Technologies
доктор физико-математических наук, профессор, директор НИИ прогрессивных технологий
Magnesium biodegradable alloys are a promising material for self-dissolving surgical implants. Magnesium is known to be sensitive to electrochemical corrosion due to the galvanic effect between the matrix and particles of secondary phases and inclusions. Another important factor is the pH level. The behavior of certain chemical reactions depends on the pH level, so one can assume that the pH level of a corrosive medium at the material surface is a factor determining what chemical reactions can occur there. Finally, there is evidence that variability of the crystallographic orientation of the grains may be a cause of anisotropy of corrosion properties. The purpose of this work is to reveal the influence of the electrode potential of the microstructural elements, the crystallographic orientation of the grains, and the pH level of the near-surface volume of the corrosion solution on the corrosion process. In the study, sections of 2×1.5 mm were marked on the ZX10 alloy samples, for which maps of the distribution of crystallographic orientations and chemical composition were drawn. To assess the influence of the electrode potential of the particles, the authors carried out a Kelvin probe mapping in the 90×90 µm area. Next, corrosion tests were carried out with video filming of the surface on the marked area. To determine the pH level influence, the solution circulation in the cell was varied. Upon completion of the tests, corrosion products and corrosion damage were examined in detail. According to the results, the pH level in the liquid near-surface micro-volumes has a greater influence than the electrode potential of the particles as it provokes the formation of corrosion products of a different composition, which leads to passivation of the surface areas around the particles. The authors identified two different types of filiform corrosion. For filiform corrosion, a correlation between the corrosion direction and the crystallographic orientation of the grains was established.
Магниевые биорезорбируемые сплавы – перспективный материал для создания саморастворяющихся хирургических имплантатов. Известно, что магний подвержен электрохимической коррозии за счет гальванического эффекта между матрицей и частицами вторичных фаз и включений. Другим важным фактором является уровень pH. Протекание определенных химических реакций зависит от уровня pH, поэтому можно предположить, что уровень pH коррозионной среды у поверхности материала является фактором, определяющим, какие химические реакции там могут происходить. И наконец, есть сведения, что вариативность кристаллографической ориентации зерен может быть причиной анизотропии коррозионных свойств. Цель работы – выявить влияние электродного потенциала микроструктурных элементов, кристаллографической ориентации зерен и уровня рН приповерхностного объема коррозионного раствора на процесс коррозии. В данном исследовании на образцах сплава ZX10 были размечены участки 2×1,5 мм, для которых составлялись карты распределения кристаллографических ориентаций и химического состава. Для оценки влияния электродного потенциала частиц на участке 90×90 мкм проводилось картрирование по методу зонда Кельвина. Далее осуществлялись коррозионные испытания с видеосъемкой поверхности на размеченном участке. Для определения влияния уровня pH варьировалась циркуляция раствора в ячейке. По завершении испытаний детально исследовались продукты коррозии и коррозионные повреждения. Согласно результатам, уровень pH в приповерхностных микрообъемах жидкости оказывает большее влияние, чем электродный потенциал частиц, поскольку провоцирует образование продуктов коррозии иного состава, что приводит к пассивации участков поверхности вокруг частиц. Обнаружены следы нитевидной коррозии двух различных типов. Для нитевидной коррозии была установлена корреляция между направлением ее распространения и кристаллографической ориентацией зерен.