人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征

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徐玮辰,于菲 著
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店铺: 科学出版社旗舰店
出版社: 科学出版社
ISBN:9787030522702
商品编码:12373137973
包装:平装
出版时间:2017-03-28
页数:180
字数:250

具体描述



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人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征
曾用价 88.00
出版社 科学出版社
版次 1
出版时间 2017年03月
开本
作者 徐玮辰,于菲
装帧 平装
页数 180
字数 250
ISBN编码 9787030522702


内容介绍
本书首先从腐蚀电化学的基础知识入手,结合医用钛金属的类型和人体内的应用现状,阐述钛金属在人体内腐蚀的基本概念和特点。其次,对钛金属腐蚀的研究及进展进行详细介绍,包括不同的研究方法、各种影响因素及腐蚀机理等。*后,对体内钛金属腐蚀防护措施进行了简述。本书涵盖了钛及其合金材料在人体内腐蚀及相应防护的核心问题。

目录
目 录
丛书序
丛书前言

前言
绪论 1
第1章 腐蚀电化学基础 2
1.1 金属在液相环境中的腐蚀 2
1.1.1 阴极和阳极反应 2
1.1.2 腐蚀过程中pH的变化 3
1.2 腐蚀的热力学基础 4
1.2.1 电化学反应序列表 4
1.2.2 E-pH图 5
1.2.3 阴极保护 7
1.3 腐蚀的动力学基础 7
1.3.1 电化学动力学 7
1.3.2 埃文斯图 8
1.3.3 开路电位 9
1.3.4 腐蚀速率的测量 9
1.3.5 物质扩散的影响 11
1.3.6 金属的钝化 12
1.4 典型腐蚀类型 12
1.4.1 点蚀 13
1.4.2 缝隙腐蚀 17
1.4.3 摩擦腐蚀 17
1.4.4 侵蚀腐蚀 17
1.4.5 大气腐蚀 17
1.4.6 晶间腐蚀 18
1.4.7 环境辅助的腐蚀裂纹 18
1.5 腐蚀控制策略简述 19
第2章 医用钛金属体内腐蚀概况 20
2.1 医用钛金属概况 20
2.1.1 生物医用材料概述 20
2.1.2 钛的本体性质 21
2.1.3 钛的表面性质 22
2.1.4 钛在生物医学领域的应用 23
2.1.5 常用的医用钛金属 26
2.2 钛金属腐蚀基本概念 30
2.2.1 钛腐蚀的电化学特性 30
2.2.2 Ti-H2O的普贝图 31
2.3 钛金属的腐蚀类型 32
2.3.1 均匀腐蚀 32
2.3.2 点蚀 33
2.3.3 缝隙腐蚀 34
2.3.4 微动摩擦缝隙腐蚀 35
2.3.5 摩擦腐蚀 36
2.4 钛金属体内腐蚀常用的研究方法 36
2.4.1 元素的痕量分析 37
2.4.2 X射线分析技术 38
2.4.3 显微镜法 40
2.5 钛金属体内腐蚀产物 40
2.5.1 钛离子 40
2.5.2 钛金属或氧化物颗粒/碎片 42
2.6 钛腐蚀产物对人体组织的影响 45
2.7 钛发生体内腐蚀的可能原因 47
参考文献 51
第3章 钛金属体外腐蚀研究方法 55
3.1 引言 55
3.2 研究方法 56
3.2.1 重量法 56
3.2.2 溶液分析法 56
3.2.3 电化学方法 57
3.2.4 扫描电子显微镜法 58
3.2.5 原子力显微镜法 59
第4章 环境酸度对钛金属腐蚀的影响 60
4.1 引言 60
4.2 介质pH对钛腐蚀的影响 60
4.3 HCl对钛金属腐蚀的影响 61
4.3.1 HCl的浓度和温度对钛金属OCP的影响 61
4.3.2 HCl的浓度和温度对钛金属阳极氧化的影响 62
4.3.3 HCl对钛金属表面形貌的影响 65
4.4 小结 67
参考文献 67
第5章 共存的无机物与有机物对钛金属腐蚀的影响 68
5.1 引言 68
5.2 H2O2对钛金属腐蚀的影响 68
5.2.1 表面形貌 68
5.2.2 H2O2的普贝图 72
5.2.3 电化学阻抗谱研究 73
5.2.4 动电位阳极极化与动电位阴极极化 78
5.2.5 溶液分析法 81
5.3 白蛋白的影响 82
5.3.1 动电位极化曲线 83
5.3.2 动电位阳极极化和动电位阴极极化曲线 85
5.4 胶原蛋白和纤维蛋白的影响 86
5.5 白蛋白与H2O2共存的影响 86
5.5.1 溶液分析法 86
5.5.2 表面形貌 87
5.5.3 OCP测试 88
5.5.4 动电位阳极极化和动电位阴极极化 90
5.5.5 静电位极化 91
5.5.6 浸泡实验 92
5.5.7 讨论 93
5.6 白蛋白与氟离子共存的影响 95
5.7 小结 99
参考文献 100
第6章 植入体周围环境中脂多糖对钛金属腐蚀的影响 101
6.1 引言 101
6.2 脂多糖对钛金属腐蚀的影响 102
6.2.1 电化学方法 102
6.2.2 溶液分析法 104
6.3 小结 111
参考文献 112
第7章 口腔细菌对钛金属腐蚀的影响 113
7.1 引言 113
7.2 研究方法 114
7.3 变形链球菌的影响 114
7.4 轻型链球菌的影响 117
7.5 内氏放线菌的影响 118
7.6 血链球菌的影响 120
7.7 小结 125
参考文献 126
第8章 真核细胞对钛金属腐蚀的影响 127
8.1 引言 127
8.2 中性粒细胞的影响 127
8.3 巨噬细胞的影响 132
8.4 成纤维细胞的影响 135
8.5 骨细胞的影响 137
8.6 小结 139
参考文献 140
第9章 微动摩擦缝隙腐蚀研究 141
9.1 引言 141
9.2 腐蚀研究装置的类别 141
9.2.1 摩擦腐蚀装置 143
9.2.2 微动腐蚀装置 144
9.2.3 微动摩擦缝隙腐蚀装置 145
9.3 研究装置机械参数的影响 149
9.4 多种化学物质对MACC的影响 151
9.5 小结 154
参考文献 155
第10章 钛金属腐蚀防护方法概述 157
10.1 新型钛合金的制备 157
10.2 表面改性技术 158
10.2.1 钛金属表面羟基磷灰石涂层改性 158
10.2.2 钛金属表面渗碳/渗氮改性 158
10.3 小结 159
参考文献 160

在线试读
绪 论
  针对人体环境,钛及其合金被广泛地应用于生物医学器件、组件中,尤其是硬组织置换装置及心血管支架等。钛金属由于其弹性模量相对低、机械性能良好、力学性能接近人骨、抗腐蚀性能和生物相容性优异,成为多用途的结构金属。近十几年来,在我国国民经济的各个领域,特别是在航空、医疗、石油、化工等领域得到了越来越广泛的应用。自20世纪50年代以来,钛及其合金就开始被广泛地应用于生物医学领域。据报道,每年有1000t的钛被用作生物医疗器械和人体组织,仅在牙科领域就占了4500万美元的市场份额。在美国和英国每年进行约30万台髋关节置换手术,预计到2030年可能达到目前的170%。
  从钛的工业价值、资源寿命和发展前景看,随着新的技术革命和工业革命的深入,钛的重要地位将日益突显,将成为继铁、铝之后崛起的“第三金属”。21世纪将是钛的世纪。钛的广泛应用为社会带来了巨大的经济效益,在人类生产生活中发挥着重要的作用,钛的研究及应用也将越来越引起各国的重视。
  在几十年的应用中,钛及合金的优良性能都得到了比较充分的验证,但在近年来临床上报道的腐蚀现象却给人们提出了新的问题。在人体中,任何腐蚀问题都不容小觑,小则导致患者的疼痛和手术失败,大则危机患者的生命。然而,医用材料的腐蚀总量在材料腐蚀总成本中的占比较小,在刚刚结束的中国工程院重大咨询项目“我国腐蚀状况及控制战略研究”中也非重点调查领域,因此其严重性常被忽略。本书把生物医学与腐蚀科学进行了有机的结合,有针对性地对人体典型服役环境中医用钛金属的腐蚀问题及特性进行了详细的梳理和讨论,并对医用钛合金材料腐蚀防护策略进行了阐述,以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考信息,并引起人们对钛金属腐蚀问题的关注。
  第1章 腐蚀电化学基础
  1.1 金属在液相环境中的腐蚀
  1.1.1 阴极和阳极反应
  腐蚀是由于材料与周围环境的相互作用而导致的材料破坏现象,而腐蚀过程包括阳极氧化反应和阴极还原反应过程。当金属处于潮湿且有氧的环境中时,除了金等惰性金属之外,都会发生氧化。如果氧化表现为金属离子溶解到周围环境中,则这些反应一般被称为活性溶解过程。例如
  (1-1)
  (1-2)
  另外,氧化还有可能表现为在金属表面生成一层保护性的氧化膜而使表面钝化,典型的钝化膜的厚度仅为几纳米(几个原子层)。例如
  (1-3)
  (1-4)
  金属溶解与钝化两种情形均为金属的氧化反应(金属失去电子),被称为阳极反应。金属失去的电子,将被另一个反应所消耗,即为阴极反应。两种*为常见的阴极反应是水或氧气的还原反应。水的还原反应将导致氢的生成,而pH决定了水的还原反应过程如何进行。
  酸性环境:
  (1-5)
  中性或碱性环境:
  (1-6)
  氧气的还原反应也由pH决定。
  酸性环境:
  (1-7)
  碱性或中性环境:
  (1-8)
  这些还原反应或消耗氢离子,或生成氢氧根离子,因此都会导致局部pH的升高。由氧化反应生成的所有电子都要立即被还原反应所消耗,因此对于一块单独的金属,表面发生阳极和阴极反应的总速率必定是相等的,符合电中性原则。
  然而,这并不意味着金属表面任一位置的阳极和阴极反应都必须相等,除非金属的腐蚀为绝对均匀的腐蚀过程。更常见的情况是腐蚀过程是不均匀或局部的,也就是说金属表面的某些部位以阳极反应为主,而另一些部位以阴极反应为主,能够形成一个电流回路,如图1-1所示。电子必须从阳极反应发生的部位流向阴极反应发生的部位。为了形成导通的回路,电子在金属相中流动,离子在液相中流动。
  图1-1 由于金属的不均匀腐蚀而在金属的内部与表面形成电流回路
  1.1.2 腐蚀过程中pH的变化
  钝化反应和活性溶解的阳极反应都可以导致局部pH的下降。从上述方程可以看到,钝化过程虽然直接提供电子,但是当钝化膜生长到几个原子厚度时,钝化反应就会停止,因此钝化反应生成的氢离子[式(1-3)和式(1-4)]的量非常少,能够迅速扩散到远离金属表面的外部溶液中,金属表面pH的变化将非常微小。对于活性溶解过程,由于生成大量金属离子,在液相中的水解反应将产生大量的氢离子,使pH下降。局部pH的降低可能导致更大范围的金属表面氧化膜的溶解。金属离子水解反应及钝化膜溶解反应见下列反应式。
  (1-9)
  (1-10)
  (1-11)
  (1-12)
  因此,当发生局部腐蚀时,其导致的局部pH的降低又反过来影响钝化膜的生成,使钝化更难而溶解更易进行,这种过程被称为自催化过程,是点蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀的*典型特征。本章将对点蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀进行简要概述,并将在后面的章节中对人体环境中的缝隙腐蚀做更详细的阐述。
  根据上述阴极反应方程式,反应生成氢氧根离子或消耗氢离子,因此对于阴极反应,其附近液相的pH将升高。对大多数金属而言,pH的升高将增强钝化膜的稳定性,使这一位置的金属表面发生阴极反应的条件进一步加强。有一个例外为金属铝,其氧化物在酸性和碱性溶液中均可溶解,因此阴极反应仍然会引起其钝化膜的溶解,促进金属的腐蚀。
  (1-13)
  1.2 腐蚀的热力学基础
  1.2.1 电化学反应序列表
  众所周知,一些金属活性相较于其他金属更强,这是由氧化反应的吉布斯自由能决定的,例如
  (1-14)
  (1-15)
  方程式左端为金属,右端为金属离子。自由能为负时,反应非常容易进行,且绝对值越大,反应的驱动力越强。 的上标表示标准条件,该条件下反应物与生成物的浓度均为1mol/L。电化学反应的发生可以视为由金属与溶液界面处的电位差所驱动,并可与吉布斯自由能所表示的驱动力互相转换,如式(1-16)所示。
  (1-16)
  式中,E为电位差;F为法拉第常量(96 500C/mol);n为电子得失数量。
  仍以金属镁和钛的氧化溶解为例,有
  (1-17)
  (1-18)
  表示标准条件下的电位。金属阳离子的浓度为1mol/L,一个标准大气压下,氢气和1mol/L氢离子溶液之间的电位被定义为0V(任何电位的绝对数值都必须提供参比电极,此处可理解为电位相对于标准氢电极SHE的值为0V)。电极电位会随金属离子浓度的改变而改变。 和电极反应如表1-1所示,电化学反应序列表习惯上按照还原反应的方向来表示电化学反应,因此 和 的符号与上述几个方程后面的G和E值的符号相反。
  表1-1 各种电化学反应的序列表
  在同一个电化学体系中,如果有两个反应都可能发生,那么值较高的反应将作为阴极反应,而 值较低的反应将作为阳极反应。图中处于氢离子还原反应以下的金属的腐蚀过程能够以氢离子或氧气的还原反应为阴极反应,消耗金属氧化生成的电子,然而,处于氢离子还原反应和氧气还原反应之间的金属的腐蚀过程只能以氧气还原反应作为阴极反应,其腐蚀只能在有氧环境中发生。因此,表1-1可以作为判断某种金属在某环境中能否发生腐蚀的基本依据。例如,由于Fe/Fe2+反应在H+/H2反应以下,O2或H+的还原反应都可以消耗铁氧化产生的电子,因此无论在有氧或无氧环境中都可能发生腐蚀;而由于Cu/Cu2+反应在H+/H2反应以上,只能由O2的还原反应来消耗生成的电子,因此铜在无氧环境中无法发生腐蚀。值得注意的是,表1-1中Ti氧化为Ti2+的反应在O2之上,而Ti氧化为Ti3+的反应在O2之下,因此理论上Ti/Ti3+的反应可以在有氧环境中发生,然而Ti/Ti2+反应在有氧环境中无法直接发生。
  1.2.2 E-pH图
  通过元素电位序,可以得到如图1-2所示的示意图,大致判断出铁是否发生氧化溶解反应的电位区间。然而,即使已明确电位的影响,并判断出氧化反应能够发生,也不能就此判断该反应能够导致可持续的腐蚀。例如,在中性溶液中,Fe2+可溶,腐蚀可以持续发生;而Fe3+在中性溶液中会生成钝化膜Fe2O3,在强碱性环境中还会生成Fe3O4,固体的腐蚀产物可在表面形成一层膜,阻碍金属溶解的持续发生。例如
  (1-19)
  该反应消耗H+,故其发生与pH有关。根据能斯特方程,可以得到式(1-20)。
  (1-20)
  根据热力学理论,铁和水的反应产物有很多都可以在特定条件下稳定存在,因此可以把所有可能生成的物质列到一张分别以pH和电位为横纵坐标的图中,以此来判断在某电位某pH的条件下,何种物质能够稳定存在,进而判断金属是否发生腐蚀、以何种形式腐蚀等,这样一张图就称为E-pH图或普贝(Pourbaix)图。图1-3为铁的E-pH关系示意图,图中的各个直线段表示不同含铁物质的分界线,各线段两侧即为不同物质的稳定区,以此可以非常清晰地判断在某电位和某pH的环境中何种物质能够满足热力学的稳定条件。E-pH图在电化学腐蚀领域应用非常广泛,然而初学者却往往忽略其重要性。各种金属详细的E-pH图可参考普贝编写的图集,本书不做详细叙述。
  图1-2 金属铁发生氧化反应的电位区间示意图
  图1-3 金属铁的E-pH关系示意图
好的,这是一份关于一本关于人体环境中钛金属腐蚀状况及特征的图书的简介,该简介不包含原书内容,力求详尽且自然流畅。 --- 图书名称: 探索星际航行的材料科学前沿:新型合金的相变与界面行为研究 内容提要: 本书聚焦于当前航空航天领域,特别是深空探测和高超音速飞行器发展中所面临的关键材料挑战。随着飞行器任务环境日益极端,对结构材料的可靠性、轻量化以及极端条件下的耐久性提出了前所未有的要求。本书系统性地探讨了一系列专为高应力、高热流密度环境设计的新型金属间化合物及轻质复合材料的微观结构演变、相变动力学以及在复杂载荷耦合作用下的界面行为。 第一部分:高熵合金的设计原理与组织控制 本部分深入剖析了高熵合金(HEAs)的设计哲学。与传统合金体系侧重于少数主元素不同,HEAs 通过在晶格中引入五种或更多等摩尔比的元素,展现出独特的“高熵效应”,从而带来优异的强度、韧性和抗辐照损伤能力。 我们详细阐述了: 1. 虚拟原子位点自由能模型(VSFEM)在预测和指导HEAs单相或多相区形成中的应用。重点讨论了如何通过精确调控元素配比和热处理工艺,实现从面心立方(FCC)到体心立方(BCC)乃至更复杂结构的转变。 2. 微观组织演化机制:研究了在高速冷却和长时间服役过程中,析出相的形核、长大及其对宏观力学性能的影响。特别关注了析出相的尺寸效应和形貌控制,以优化材料的蠕变抗力和疲劳寿命。 3. 激光增材制造(L-AM)对HEAs微结构的影响: 探讨了L-AM过程中快速凝固导致的非平衡态组织形成,以及如何通过后处理(如热等静压HIP)来消除残余应力和孔隙,实现高性能化。 第二部分:陶瓷基复合材料(CMCs)的抗热震性能研究 在火箭发动机喷管和高超音速飞行器前缘,传统金属材料已无法承受持续的高温和剧烈的温度梯度。本部分将CMCs作为下一代热防护系统的核心材料进行深入研究。 重点内容包括: 1. 纤维/基体界面韧化机制: 界面是决定CMCs整体性能的关键。本书详细分析了热解碳层(PyC)或氮化硼涂层(BN)对裂纹偏转、桥接和基体反键合的调控作用。通过高分辨透射电镜(HRTEM)观察,揭示了在热冲击下界面键合强度的动态变化。 2. 热机械耦合下的失效模型: 建立了考虑温度梯度、热应力和机械载荷的三维有限元模型,用于模拟纤维断裂、基体开裂和界面脱粘的扩展路径。模型验证了通过引入梯度功能材料(Functionally Graded Materials, FGMs)来平滑应力集中区的有效性。 3. 氧化动力学与保护涂层: 针对工作于富氧环境下的CMCs,研究了SiC基体在超高温下的氧化反应路径和保护性氧化层(SiO2)的形成过程。讨论了新型钆酸盐(Gd-based)和铪酸盐(Hf-based)的稀土改性涂层在提升长期抗氧化性能方面的潜力。 第三部分:极端环境下材料的表面物理与化学稳定性 本部分将视角转向材料的表面响应,这是决定器件寿命和可靠性的直接因素。 1. 等离子体侵蚀与表面损伤: 针对星际空间或再入大气层时面临的原子氧(AO)和高能离子撞击,研究了不同合金表面对等离子体刻蚀的抗性。利用光谱学技术(如XPS/AES)分析了离子束辐照后元素扩散和价态变化。 2. 高低温循环下的界面迁移: 在极宽的温度变化范围内(-150°C至1500°C),探究了结构层与功能涂层之间的元素互扩散现象。通过二次离子质谱(SIMS)技术,精确描绘了界面扩散速率随温度的变化曲线,以评估长期热循环下的涂层完整性。 3. 接触力学与磨损行为: 讨论了在高载荷和高速相对运动的摩擦副中,新型材料的接触疲劳和磨损特性。引入了考虑表面粗糙度随机性的统计接触模型,用以预测临界载荷下的粘着和剥落损伤。 本书内容严谨,数据翔实,旨在为从事先进结构材料设计、热防护系统开发以及空间任务可靠性评估的科研人员和工程师提供一份深入且具有前瞻性的参考指南。本书对涉及的相变理论、计算模拟方法和先进表征技术进行了详尽阐述,是材料科学与航空航天工程交叉领域研究人员的必备参考书。 ---

用户评价

评分

我一直以来都在寻找一本能够系统性地解答“为什么”的书,而《人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征》似乎正是这样一本著作。从标题来看,它不像是一本泛泛而谈的科普读物,而是带有明确的科学研究指向,聚焦于一个非常具体且重要的课题。我特别好奇作者将如何界定和阐述“人体环境”这个概念。人体内部的微观世界,可以说是一个极其复杂且充满挑战的“实验室”,体液的成分,比如氯离子、蛋白质、各种酶的浓度变化,以及pH值的细微波动,都会对金属材料产生截然不同的影响。再加上人体自身的免疫反应、细胞的黏附和增殖,以及潜在的微生物污染,这些因素的叠加,无疑会让钛金属的腐蚀变得异常复杂。我希望这本书能详细地解析这些潜在的腐蚀驱动因素,并且能够区分出不同因素所导致的腐蚀类型和特征,例如点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀等等。更重要的是,我希望能在这本书中找到关于钛金属在不同人体部位(如骨骼、牙齿、血管)或不同使用年限下的腐蚀情况对比,以及作者是如何通过实验方法或模型来研究和评估这些腐蚀的。

评分

这本书的题目《人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征》一开始就牢牢抓住了我的眼球。作为一个对外科植入物略有了解,并且对材料科学抱有浓厚兴趣的读者,我一直以来都对人体体内环境这一特殊介质对植入材料的影响感到好奇。钛金属,作为一种广泛应用于骨科、牙科等领域的生物相容性优异的金属,其在人体这一复杂、动态且充满生化反应的环境中究竟会经历怎样的“磨砺”,其表面的腐蚀机理究竟有多么复杂,一直是我想深入探究的问题。这本书的题目直接点明了核心,让我对接下来的内容充满了期待,尤其是“腐蚀状况及特征”这几个字,预示着这本书将不仅仅停留在理论层面,更有可能结合实际的观察和分析,去揭示钛金属在人体内真实的“遭遇”。我迫切地想知道,作者将如何剖析这种“环境”的特殊性,例如体液成分的瞬息万变,pH值的波动,以及细胞和组织之间的相互作用,这些因素又是如何协同作用,共同影响钛金属表面的微观结构和宏观性能的。我希望这本书能以一种清晰、详实的方式,为我描绘出一幅钛金属在人体中“服役”期间的腐蚀全景图,让我能更深刻地理解这一材料的优势与局限。

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对于我来说,《人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征》这个书名立刻勾勒出了一幅深入探索的图景。我一直对生物材料的长期可靠性非常关注,而钛金属在这方面表现出色,但“人体环境”这个限定词,恰恰触及了最微妙之处。我相信,人体并非一个静止不变的纯净环境,而是充满了复杂的生物化学反应和物理应力。这本书是否会详细阐述,例如,在不同的生理状态下(如炎症、感染),钛金属表面的腐蚀速率和机制会发生怎样的变化?它是否会探讨,在长期佩戴过程中,摩擦、磨损以及生物膜的形成,又会对钛金属的腐蚀行为产生何种叠加效应?我非常希望书中能够提供一些关于不同钛合金(例如Ti-6Al-4V)在人体内表现的对比分析,因为不同的合金成分往往意味着不同的性能和潜在的弱点。同时,我也好奇作者是如何定义和量化“腐蚀状况”的,是通过表面形貌的观察、成分分析,还是电化学测试?我希望这本书能够提供一些实用的见解,帮助读者理解在选择和设计钛基植入体时,如何最大程度地规避或减缓在人体环境中可能发生的腐蚀问题。

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这本书的题目《人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征》让我觉得它是一本非常有价值的参考书。我经常接触到一些关于医疗器械和生物材料的讨论,而钛金属无疑是其中最常见和最重要的一种。我对于它的耐腐蚀性在人体内的实际表现,以及可能出现的腐蚀产物,一直都充满疑问。这本书的“腐蚀状况”和“特征”这两个词,暗示着它会深入到微观层面,去分析钛金属表面发生的变化,比如氧化膜的形成、溶解、沉积等过程。我特别期待书中能够详细介绍钛金属在体液中的电化学行为,以及各种合金元素(如铝、钒)的加入对腐蚀性能的影响。此外,我也想了解,如果发生了腐蚀,这些腐蚀产物是否会对人体组织产生不良影响,例如引起炎症反应、过敏,甚至影响植入体的长期稳定性。我希望这本书能提供一些图表、显微照片或者光谱分析数据,来直观地展示钛金属腐蚀的“特征”,例如腐蚀产物的形貌、成分,以及钛金属基体本身的微观结构变化。

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这本书的题目《人体环境中钛金属的腐蚀状况及特征》让我立刻联想到我们在实际工程中经常遇到的材料老化问题,但将它置于人体这样一个独特的“使用环境”中,则赋予了它截然不同的意义。我一直在思考,钛金属作为一种被寄予厚望的生物惰性材料,在体内这个充满未知数的世界里,它的“生命周期”究竟是怎样的?这本书的“腐蚀状况”和“特征”这两个关键词,让我对接下来的内容充满了好奇。我想知道,作者将如何深入剖析导致钛金属腐蚀的各种因素,例如体液的电解质成分、pH值、溶解氧的含量,以及是否存在一些未知的生物活性物质,这些都可能成为腐蚀的“元凶”。我更期待的是,书中能详细介绍钛金属在不同植入部位(如关节、牙齿、血管支架)的腐蚀差异,以及这些腐蚀对植入体功能和人体健康可能产生的长期影响。我希望这本书能为我呈现出一些科学的依据和分析方法,让我能够更清晰地理解,为什么钛金属在体内并非“永不腐蚀”,以及这种腐蚀的“特征”究竟有哪些,从而为我们未来的材料选择和设计提供更坚实的基础。

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