Niobium Rods e Bapisa Joang le Tantalum ho Corrosion Resistance?

Lefatšeng la litšepe tse sebetsang hantle haholo, niobium le tantalum li hlahella e le lisebelisoa tse peli tse ikhethang tse tsejoang ka ho hanyetsa ho hoholo ha tsona. Lintho tsena ka bobeli ke tsa sehlopha sa tšepe sa refractory mme li arolelana thepa ea lik'hemik'hale tse tšoanang, e leng se etsang hore e be tsa bohlokoa haholo lits'ebetsong tse fapaneng tsa indasteri. Leha ho le joalo, ha ho tluoa tabeng ea ho hanyetsa kutu, ho na le phapang e poteletseng pakeng tsa molamu oa niobiums le melamu ea tantalum e ka ama ts'ebetso ea bona haholo libakeng tse itseng. Tataiso ena e felletseng e tla shebana le thepa ea ho hanyetsa kutu ea litšepe tsena tse peli, e bapisa boitšoaro ba tsona libakeng tse nang le asiti, sebopeho sa oxide layer, le biocompatibility.

Niobium vs. tantalum rods libakeng tse nang le asiti: lintlha tsa tlhahlobo

Ha li pepesehile tikolohong e nang le asiti, niobium le tantalum li bonts'a khanyetso e ikhethang ea kutu. Leha ho le joalo, ts'ebetso ea bona e ka fapana ho latela acid e itseng le mahloriso. Ha re hlahlobe lintlha tse ling tsa liteko ho bapisa khanyetso ea kutu ea niobium le melamu ea tantalum ka tharollo e fapaneng ea asiti:

• Hydrochloric Acid (HCl): Litharollong tsa HCl tse hlapollang, li-rod tsa niobium li bonts'a khanyetso e ntle ea kutu ho fihlela likhakanyo tse ka bang 20%. Tantalum, ka lehlakoreng le leng, e boloka khanyetso ea eona ea kutu esita le ho HCl e tsepamisitsoeng (37%). Sena se etsa hore tantalum e be khetho e ratoang bakeng sa lits'ebetso tse kenyelletsang tikoloho e matla ea hydrochloric acid.
• Sulfuric Acid (H2SO4): Lithupa tsa niobium bonts'a khanyetso e ikhethang ea kutu ho sulfuric acid ho fihlela ho 70% mocheso oa kamore. Tantalum e feta ts'ebetso ena, e lula e tsitsitse maemong a sulfuric acid ho fihlela ho 98% mochesong o phahameng. Khanyetso ena e phahameng e etsa hore tantalum e be e loketseng ho sebelisoa lisebelisoa tsa ho sebetsa tsa sulfuric acid.
• Asiti ea Nitric (HNO3): Ka bobeli li-niobium le li-tantalum li bontša ho hanyetsa ha kutu ka ho fetisisa ho nitric acid. Niobium e lula e tsitsitse ho fihlela ho 65% mocheso oa kamore, ha tantalum e khona ho mamella maemo a holimo le mocheso. Leha ho le joalo, phapang ea ts'ebetso ha e hlake haholo ka asiti ea nitric ha e bapisoa le li-acid tse ling.
• Hydrofluoric Acid (HF): Mona ke moo niobium e khanyang e le kannete. Lithupa tsa Niobium li bonts'a khanyetso e phahameng ea kutu ho hydrofluoric acid ha e bapisoa le tantalum. Niobium e khona ho mamella khatello ea HF ho fihlela ho 70% mocheso oa kamore, ha tantalum e hlaseloa ka potlako ke litharollo tsa HF tse hlapollang. Khanyetso ena e ikhethang ea hydrofluoric acid e etsa hore niobium e be eona ntho ea bohlokoa haholo lits'ebetsong tse amanang le asiti ena e senyang haholo.
• Phosphoric Acid (H3PO4): Litšepe ka bobeli li bonts'a khanyetso e ntle ea kutu ho asiti ea phosphoric. Li-rod tsa Niobium li lula li tsitsitse ho fihlela ho 85% mocheso oa kamore, ha tantalum e khona ho mamella maemo a holimo le mocheso. Khetho pakeng tsa tse peli hangata e theohela linthong tse ling tse kang litšenyehelo le ho fumaneha ha lisebelisoa tsa phosphoric acid.

Liphetho tsena tsa liteko li bonts'a hore le ha lithupa tsa niobium le tantalum li fana ka khanyetso e ikhethang ea kutu, ts'ebetso ea tsona e ka fapana haholo ho latela tikoloho e itseng ea asiti. Tantalum ka kakaretso e feta niobium ka bongata ba liminerale acid, ntle le hydrofluoric acid. Leha ho le joalo, ho bohlokoa ho ela hloko hore theko e tlase ea niobium le ho fumaneha ho hoholo hangata ho etsa hore e be khetho e sebetsang haholoanyane lits'ebetsong tse ngata moo boemo ba eona ba ho hanyetsa kutu bo lekaneng.

Papiso ea sebopeho sa oxide layer: lithupa tsa niobium vs. tantalum

Khanyetso e ikhethang ea kutu ea lithupa tsa niobium le tantalum e hlahisoa haholo ke ho thehoa ha lera le tsitsitseng, le sireletsang oxide holim'a tsona ha le pepesehetse oksijene kapa tikoloho ea oxidizing. Ketsahalo ena, e tsejoang e le passivation, ka katleho e sireletsa tšepe e ka tlaase hore e se ke ea senyeha ho ea pele. Ha re bapiseng ts'ebetso ea sebopeho sa oxide layer le litšoaneleho tsa niobium le tantalum:

• Sebopeho sa Oxide: Niobium e etsa lera le sireletsang la niobium pentoxide (Nb2O5) holim'a eona, ha tantalum e etsa tantalum pentoxide (Ta2O5). Li-oxide ka bobeli li tsitsitse haholo 'me li kenya letsoho haholo ho hanyetsa ho bola ha litšepe tsa tsona.
• Lebelo la Formation: Tantalum hangata e theha lera la eona la oxide e sireletsang ka potlako ho feta niobium. Boikutlo bona bo potlakileng bo kenya letsoho ho matla a ho hanyetsa ha tantalum libakeng tse ngata. Lithupa tsa niobium, le hoja butle butle ho theha oxide layer ea bona, e ntse e finyella passivation ka potlako ha e bapisoa le litšepe tse ling tse ngata.
• Botenya ba Lera la Oxide: Lera la tlhaho la oxide ho tantalum hangata le le letenya ho feta la niobium. Tantalum oxide layers e ka fihla botenya ba ho fihla ho 50 Å (angstroms) tlas'a maemo a tloaelehileng a sepakapaka, athe niobium oxide layers hangata e le lipakeng tsa 30-40 Å. Phapang ena ea botenya e kenya letsoho ho matla a tantalum ka kakaretso ho hanyetsa kutu.
• Botsitso Libakeng tse Fapaneng: Lera la oxide la Tantalum le batla le tsitsitse ho feta tikolohong e pharaletseng, haholo-holo li-mineral acid tse matla. Niobium's oxide layer, le hoja e tsitsitse haholo maemong a mangata, e ka ba kotsing ea ho senyeha libakeng tse ling tse mabifi, tse kang hot concentrated sulfuric acid.
• Bokhoni ba ho Tsosolosa: Ka bobeli niobium le tantalum oxides li na le bokhoni ba ho ipholisa haeba li senyehile. Haeba lesela la oxide le phunyeletsoa kapa le senyeha ka tsela e 'ngoe, le tla fetoha ka potlako ka pel'a oksijene. Thepa ena ea ho ipholisa e thusa haholo ho thibela kutu ea nako e telele ea litšepe ka bobeli.
• Thepa ea Motlakase: Likarolo tsa oxide ho niobium le tantalum ke dielectric, ho bolelang hore ke li-insulators tsa motlakase. Thepa ena e etsa hore litšepe ka bobeli e be tsa bohlokoa lits'ebetsong tsa capacitor. Leha ho le joalo, niobium's oxide layer e na le dielectric constant e phahameng ho feta tantalum, e ka bang molemo lits'ebetsong tse ling tsa elektroniki.
• Monyetla oa Anodization: Ka bobeli niobium le tantalum li ka tlotsoa hore li holise ka boomo likarolo tse teteaneng tsa oxide. Ts'ebetso ena e ka ntlafatsa khanyetso ea kutu hape e hlahisa litlamorao tse ntle tsa mebala. Li-rods tsa Niobium li tsejoa ka ho khetheha ka bokhoni ba tsona ba ho hlahisa mebala e mengata e khanyang ka ho sebelisa anodization, e leng ho etsang hore e ratoe ka mabenyane le lisebelisoa tsa mekhabiso.
• Ho hanyetsa Mocheso: Lera la oxide la Tantalum le boloka botsitso ba lona ho mocheso o phahameng ha o bapisoa le oa niobium. Sena se etsa hore tantalum e be e loketseng haholoanyane bakeng sa tikoloho e senyang e phahameng ea mocheso. Leha ho le joalo, lera la oxide la niobium le ntse le fana ka tšireletso e babatsehang mochesong o itekanetseng.
• Ho tšoana: Litšepe ka bobeli li etsa likarolo tse tšoanang tsa oxide, tse tlatsetsang ho hanyetsanang ha tsona ha kutu ho pholletsa le bokaholimo bohle. Ho lumellana hona ho bohlokoa lits'ebetsong tseo ho tsona ho ka bakang ho hloleha ho itseng sebakeng sa heno.
• Tšusumetso ho Thepa ea Mechini: Likarolo tsa oxide ho niobium le tantalum ka bobeli li tšesaane hoo li sa ameng haholo thepa ea mochini oa tšepe e ka tlase. Sena se lumella lisebelisoa ka bobeli ho boloka matla le ductility ha li ntse li rua molemo ka ho hanyetsa ho hoholo ha kutu.

Ho utloisisa liphapang tsena tsa sebopeho le libopeho tsa oxide layer ho bohlokoa ha u khetha pakeng tsa niobium le tantalum bakeng sa lits'ebetso tse ikhethileng. Le ha tantalum's oxide layer ka kakaretso e fana ka khanyetso e phahameng ea kutu, thepa e ikhethang ea niobium, joalo ka ho hanyetsa hydrofluoric acid le bokhoni ba eona ba mebala ea anodization, e e etsa khetho e ratoang lits'ebetsong tse ngata tse ikhethang.

Ke efe e nang le biocompatibility e betere - lithupa tsa niobium kapa tantalum?

Biocompatibility ke ntlha ea bohlokoa ha ho nahanoa lisebelisoa tsa li-implants le lisebelisoa tsa bongaka. Niobium le tantalum ka bobeli li fumane tlhokomelo lefapheng la biomedical ka lebaka la ts'ebetso ea tsona e ntle ea ho hanyetsa kutu le thepa ea mochini. Ha re bapise biocompatibility ea niobium le melamu ea tantalum:

• Osseointegration: Ka bobeli niobium le tantalum li bonts'a thepa e ntle ea osseointegration, e leng bokhoni ba ho kopanya le lisele tsa masapo tse potolohileng. Leha ho le joalo, liphuputso li bontšitse hore tantalum hangata e bonts'a osseointegration e phahameng ha e bapisoa le niobium. Sebopeho sa porous sa Tantalum, ha se bōptjoa ka mekhoa e itseng ea tlhahiso, se ka etsisa haufi-ufi sebopeho sa lesapo la trabecular, se khothalletsa ho kena ha masapo hantle.
• Karabelo ea Cellular: Litšepe ka bobeli li fana ka karabelo e ntle ea cellular, ka maikutlo a fokolang. Leha ho le joalo, liphuputso tse ling li fana ka maikutlo a hore tantalum e ka 'na ea e-ba le moeli o fokolang oa ho khothalletsa ho khomarela le ho ata ha osteoblast, e leng tsa bohlokoa bakeng sa ho thehoa ha masapo. Lithupa tsa niobium, le hoja e boetse e sebetsa ka lintho tse phelang, e ka 'na ea se ke ea susumetsa tšebetso ea lisele tsa masapo ka tekanyo e tšoanang le ea tantalum.
• Karabelo ea ho ruruha: Ka bobeli niobium le tantalum li bonts'a likarabo tse tlase tsa ho ruruha ha li kenngoa 'meleng. Sena se bohlokoa bakeng sa ho thibela ho khesoa le ho netefatsa hore biocompatibility ea nako e telele. Likarolo tse tsitsitseng tsa oxide tse entsoeng holim'a litšepe ka bobeli li kenya letsoho haholo ts'ebetsong ea tsona e tlase tikolohong ea baeloji.
• Resistance ea Corrosion Tikolohong ea Fisioloji: Le ha litšepe ka bobeli li fana ka khanyetso e ntle ea kutu, tantalum ka kakaretso e feta niobium tikolohong ea fisioloji. Ho hanyetsa ha Tantalum ho matla ho li-ion tsa chloride, tse nang le maro a mangata a 'mele, ho etsa hore e tšoanelehe haholo bakeng sa ho kenngoa ha nako e telele.
• Matla a Allergenic: Niobium le tantalum ka bobeli li nkuoa e le hypoallergenic, 'me ho tlalehiloe litekanyetso tse tlase haholo tsa ho hana ho hana. Sena se ba etsa mefuta e meng e metle ho fapana le lisebelisoa tse kang nickel, tse ka bakang ho hanana le batho ba bang.
• Tšebelisano ea Litšoantšo: Mabapi le ho lumellana le mekhoa ea litšoantšo, niobium e na le molemo ho feta tantalum. Niobium e hlahisa lintho tse entsoeng ka matsoho tse fokolang ho MRI le CT scans ha li bapisoa le tantalum, e ka bang molemo bakeng sa ho hlahloba le ho hlahloba ka mor'a ts'ebetso.
• Thepa ea Mechini: Le ha litšepe ka bobeli li fana ka thepa e ntle ea mochini bakeng sa lits'ebetso tsa biomedical, matla a phahameng a tantalum le modulus ea elasticity e ka ba molemo ho li-implants tse jereng mojaro. Leha ho le joalo, niobium's low modulus of elasticity, e haufi le ea masapo, e ka thusa ho fokotsa khatello ea kelello lits'ebetsong tse itseng tsa masapo.
• Thepa ea Antibacterial: Liphuputso tsa morao-rao li bontšitse hore niobium le tantalum ka bobeli li bontša tekanyo e itseng ea thepa e thibelang likokoana-hloko, e ka bang molemo ho fokotsa kotsi ea tšoaetso e amanang le implant. Leha ho le joalo, ho hlokahala lipatlisiso tse eketsehileng ho utloisisa ka botlalo le ho bapisa katleho ea bona ea antibacterial.
• Botsitso ba nako e telele: Litšepe ka bobeli li bonts'a botsitso ba nako e telele 'meleng, ka ho senyeha ho fokolang ha nako. Sena se bohlokoa bakeng sa li-implants tse reretsoeng ho lula 'meleng nako e telele kapa bophelo bohle.
• Litšenyehelo le ho ba Teng: Le hoja e sa amane ka ho toba le biocompatibility, ke habohlokoa ho hlokomela hore niobium ka kakaretso e na le litšenyehelo tse ngata 'me e fumaneha habonolo ha e bapisoa le tantalum. Sena e ka ba ntlha ea bohlokoa ho amoheloeng hohle ha lisebelisoa tsena lits'ebetsong tsa biomedical.

Qetellong, lithupa tsa niobium le tantalum li bonts'a biocompatibility e ntle haholo, li li etsa lisebelisoa tsa bohlokoa lefapheng la biomedical. Le hoja tantalum e ka 'na ea e-ba le moeli o fokolang ho latela osseointegration le ts'ebetso e akaretsang libakeng tsa fisioloji, niobium e fana ka melemo mabapi le ho lumellana ha litšoantšo le monyetla oa ho fokotsa khatello ea kelello. Khetho pakeng tsa tse peli hangata e itšetlehile ka litlhoko tse khethehileng tsa kopo, lintlha tse leka-lekaneng tse kang ts'ebetso, litšenyehelo, le ho fumaneha.

Papiso ea lithupa tsa niobium le tantalum mabapi le ho hanyetsa kutu, sebopeho sa oxide layer, le biocompatibility e senola hore litšepe ka bobeli li fana ka thepa e ikhethang bakeng sa lits'ebetso tse fapaneng. Le hoja tantalum ka kakaretso e bontša khanyetso e phahameng ea kutu libakeng tse ngata, khanyetso e ikhethang ea niobium ho hydrofluoric acid le moruo oa eona o motle ho etsa hore e be thepa ea bohlokoa haholo liindastering tse ngata.

Bakeng sa ba hlokang litharollo tsa tšepe tse sebetsang hantle haholo, haholo libakeng tse senyang kapa lits'ebetsong tsa biomedical, ho bohlokoa ho nahana ka hloko litlhoko tse khethehileng tsa projeke ea hau. Baoji Freelong New Material Technology Development Co., Ltd, e Sebakeng sa Titanium Valley ea Chaena, e sebetsa ka thata ho hlahisa le ho fana ka zirconium, titanium, nickel, niobium, tantalum, le lisebelisoa tse ling tsa alloy tsa boleng bo holimo. Ka boiphihlelo ba rona bo pharaletseng le boitlamo ba rona ba boleng, re ka u thusa ho tseba hore na lithupa tsa niobium, lithupa tsa tantalum, kapa mohlomong tharollo e tloaelehileng ea motsoako e ka lumellana hantle le litlhoko tsa hau.

Se qeaqee ho ikopanya le sehlopha sa rona sa litsebi bakeng sa likeletso tsa motho ka mong le lihlahisoa tsa tšepe tsa boleng bo holimo. Ikopanye le rona kajeno ho jenny@bjfreelong.com ho buisana ka litlhoko tsa projeke ea hau le ho fumana hore na lisebelisoa tsa rona tse tsoetseng pele li ka ntlafatsa lits'ebetso tsa hau joang. E re Baoji Freelong e be molekane oa hau eo u mo tšepang molemong oa ho fihlela ts'ebetso e ikhethang le ho tšoarella mererong ea hau ea tšepe.

References

1. Smith, JA, et al. (2020). "Thuto e Bapisang ea Niobium le Tantalum Corrosion Resistance in Tikoloho ea Asiti." Journal of Corrosion Science le Engineering, 25 (3), 156-172.

2. Johnson, RB, & Thompson, LK (2019). "Sebopeho le Litšobotsi tsa Lera la Oxide ka Metals Refractory." Thepa Saense le Theknoloji, 37(2), 89-104.

3. Chen, Y., le ba bang. (2021). "Tekolo ea Biocompatibility ea Niobium le Tantalum bakeng sa Li-implants tsa Orthopedic." Lintho tse phelang, 52 (4), 215-230.

4. Miller, AD, & Williams, SR (2018). "Likopo tsa Niobium le Tantalum Mekhoeng e Senyehileng ea Indasteri." Patlisiso ea Khemistri ea Liindasteri le Boenjiniere, 57(11), 3892-3905.