本手册引用医药行业标准《YY/T 1074-2002 外科植入物 不锈钢产品点蚀电位》。
一、实验装置
仪器:CS350M电化学工作站。
配套:500mL四口电解池;鲁金毛细管;212型饱和甘汞电极;铂片电极;恒温水浴锅;Windows系统电脑;打印机(选配);
试剂:分析纯NaCl;分析纯KCl;蒸馏水;琼脂粉;703硅橡胶。
二、实验前准备
2.1 盐桥的制备
把1~1.5g的琼脂,10g的KCl和30mL的水加入到烧杯中,再将烧杯放在石棉网上加热至80℃。加热过程,用玻璃棒搅拌至全部固体溶解,并尽量减少溶液中的气泡。关闭加热,趁热把鲁金毛细管的插入琼脂溶液中,用洗耳球从鲁金毛细管的上端,将琼脂溶液匀速吸入管中,至上端较粗玻璃管部分。此过程要保证无空气被吸入到毛细管内。再将琼脂溶液从鲁金毛细管上端倒入至较粗玻璃管中部的位置。再琼脂冷却之前,将饱和甘汞参比电极插入琼脂内。待琼脂温度降低后,再从鲁金毛细管上端加入一定量的饱和KCl溶液。
2.2 试样的准备
外科植入物不锈钢产品试样应已经过钝化处理。
大小适中、易于夹持、固定。当试样过小无法夹持、固定时,应用锡焊的方法将 导线焊在试样上。
试样过大时应采取锯断、切削的方法截取。 片状试样应选取轧制面,棒及丝制产品应选取拉拔面。测试面应远离边棱、尖角、 孔、槽、螺纹、标记和焊点的平面部位。若无平面应选取光滑的球面或柱面。
试样表面需用酒精、丙酮擦洗干净,晾干后用703硅橡胶涂封(或用环氧树脂灌封),使最终暴露的测试面约为1 cm2,当试样过小时测试面可小于1 cm2。绝缘涂封面不要有缝隙、针孔存在。封装好的试样表面也需要洁净,不要有灰尘或者杂质吸附在表面,否则影响点蚀电位的大小。
2.3 溶液的准备
4.5g 分析纯NaCl加入500mL蒸馏水中,配制成9g/L的NaCl溶液于四口电解池中。并放在水浴中恒温至37±1℃。
三、实验步骤
3.1 将试样、盐桥和铂电极放入已经恒温的四口电解池中,浸入液面以下至少1cm。盐桥的下端毛细管口与试样中心的距离为1~2mm左右。工作电极夹(绿色)夹试样,参比电极夹(黄色)夹饱和甘汞电极,辅助电极夹(红色)夹铂电极。整个实验装置图如图1所示。三电极体系的示意图如图2所示。
图1. 实验装置图
图2. 三电极示意图
打开仪器开关,再打开软件的快捷方式。在测试方法中选择“稳态极化”→“动电位扫描”。参数设置如下图3所示。软件需要新建文件名后,才能开始测量。这样不会出现数据忘保存的情况。
图3. 点蚀电位测试参数设置界面
3.2 在实验开始前,试样的测量面积和参比电极类型也需要进行设置,可以点击“电解池”进入设置,如下图4所示。另外,需要等待测量体系的电位稳定,可以点击参数设置面板的“工作站”控件,进入仪器设置界面,如下图5所示。
图4. 试样面积和参比电极设置界面
图5. OCP稳定设置界面
启用“OCP稳定”功能后,可以点击开始实验。当体系稳定后,软件自动进行动电位扫描测试。
该过程也可以按照行业标准里写的等待10分钟后,即开始进行动电位扫描测试。测试完成后,仪器自动停止。
3.3 每批产品平行测定三个试样。
四、结果分析
在测试软件的工具栏,点击“打开数据文件”来打开测试的文件。如下图6所示。
图6. 打开数据文件方法界面
将数据的坐标切换为“电位-log电流”,移动滑块选择图中电流急剧增大的一点。该点所对应的电位即为“点蚀电位”。如下图7所示。数据读取时,电位单位为V,保留小数点后三位有效数字。
图7. 点蚀电位分析界面
五、报告打印
实验报告应包括以下内容:产品名称、生产厂家、试样编号、材料名称、实验日期、仪器型号、试样面积、实验温度、电解液、参比电极名称、开路电位值、点蚀电位值、E-logi曲线截图,检测人与核对人签名。