刘衡, 陈林, 岩雨, 张来斌. 缝隙宽度对可降解纯锌缝隙腐蚀行为的影响[J]. 中国腐蚀与防护学报, 10.11902/1005.4537.2026.240.
LIU Heng, CHEN Lin, YAN Yu, ZHANG Laibin. Effect of Crevice Width on Crevice Corrosion Behavior of Biodegradable Pure Zinc[J]. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 0, (): 0-.

摘要 相关文章 Metrics 全文: PDF(1967 KB)   摘要: 可降解锌及其合金是极具前景的骨科植入材料，但骨螺钉/接骨板界面的缝隙结构可导致植入物缝隙腐蚀，威胁其安全应用。研究采用极化曲线、电化学阻抗谱、失重测试及扫描电镜、三维共聚焦显微镜等方法，系统探究了纯锌缝隙腐蚀机理，获得缝隙宽度对腐蚀速率与腐蚀形貌的影响规律。结果表明，纯锌在生理溶液中可发生缝隙腐蚀，并伴随析氢反应及氢气泡生成。缝隙内pH维持中性，不同宽度的缝隙内均不发生酸化自催化。氯离子在缝隙内富集促进腐蚀加速，缝隙内腐蚀产物含有大量氯化物。电化学与失重测试结果表明，随缝隙宽度增加（0.2~1.0 mm），腐蚀速率先降低后升高，在0.4 mm时腐蚀速率最低。此外，缝隙宽度对腐蚀形貌影响显著，随着缝隙宽度增加，严重腐蚀区域从缝隙口逐渐转移至内部。本研究为理解可降解锌基植入物缝隙腐蚀机理及安全设计提供理论依据。 关键词 ： 可降解锌,  缝隙腐蚀,  缝隙宽度,  腐蚀速率,  腐蚀形貌,  腐蚀机理     Abstract：Biodegradable zinc and its alloys are highly promising materials for orthopedic implants. However, the crevice structure at the bone screw/plate interface may induce crevice corrosion of the implant, posing a risk to its safe application. In this study, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, weight loss tests, scanning electron microscopy, and three‑dimensional confocal microscopy were employed to systematically investigate the crevice corrosion mechanism of pure zinc. The influence of crevice width on the corrosion rate and corrosion morphology were obtained. The results indicate that pure zinc undergoes crevice corrosion in physiological solutions, accompanied by hydrogen evolution reaction and generation of hydrogen bubbles. The pH inside the crevice remains neutral, and acidification autocatalysis does not occur within the crevice regardless of the crevice width. Chloride ion enrichment inside the crevice accelerates the corrosion process, and the corrosion products inside the crevice contain a high content of chlorides. Electrochemical and weight loss measurements show that as the crevice width increases from 0.2 to 1.0 mm, the corrosion rate first decreases and then increases, reaching a minimum at 0.4 mm. Furthermore, the crevice width significantly affects the corrosion morphology. With increasing crevice width, the severely corroded region gradually shifts from the crevice mouth to the interior. This study provides a theoretical basis for understanding the crevice corrosion mechanism of biodegradable zinc‑based implants and for their safe design. Key words： Biodegradable zinc    Crevice corrosion    Crevice width    Corrosion rate    Corrosion morphology    Corrosion mechanism 收稿日期: 2026-07-24      基金资助:中国石油大学（北京）科学基金资助(2462025XKBH028) 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 刘衡 陈林 岩雨 张来斌 44.8K 链接本文: https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2026.240      或      https://www.jcscp.org/CN/Y0/V/I/0 [1] 凌威, 李宏燕, 贺莉莉, 靳龙, 郝洪涛. 油气集输管线微生物腐蚀研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(4): 1001-1014. [2] 孙欣, 屈佳伟, 高子淋, 郑越, 马爱利, 姚琳, 张连民, 郑玉贵. Mn2+ 对304L和C25不锈钢在高温硝酸中腐蚀行为的协同作用机制与响应曲面模型研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(4): 1015-1030. [3] 马欢欢, 吕晟东, 钱溢鑫, 林勇, 郝湘平, 张达威, 王鲁宁. 三水醋酸钠相变储热体系中铜换热管的局部腐蚀与寿命预测[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(4): 1045-1057. [4] 庞钰, 张文艳, 庞榆, 王锡伟, 汪凤, 凌涛强, 李文坡. 环境及防腐层特性对集输管道外腐蚀的影响规律[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(4): 1249-1256. [5] 王流火, 孙强, 祁含, 胡苏凯, 叶欢欢, 刘家含, 汪大洋, 张涛. 海上换流站用DH460钢盐雾腐蚀及陶瓷涂层防护[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(4): 1257-1268. [6] 李蕊, 俞利鑫, 崔宇, 刘叡, 孟凡帝, 刘莉, 王福会. Ti60合金在600 ℃混合盐雾环境中腐蚀行为的研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(3): 798-806. [7] 张玲玲, 郭英之, 杨超. 木质文物的腐蚀行为与防护技术研究进展[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 341-351. [8] 谢睿, 蒋全通, 韩东晓, 陈烨, 刘万鹏, 裴炎彤, 段继周, 侯保荣. Al-10%RE (RE = Ce、Nd、Y、La)合金在典型海洋大气环境下的腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 365-380. [9] 郑彬彬, 周宇航, 朱琦, 张涛, 王福会. 蒸汽锅炉与蒸汽管路异种金属焊接的腐蚀机理研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 381-392. [10] 陈旭, 刘宇航, 郭建, 王岐山, 刘畅, 刘彬. 超级13Cr不锈钢在饱和CO2 油田采出液中的缝隙腐蚀行为[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 523-532. [11] 迟永晨, 王浩杰, 侯强强, 郑莉莉, 李希超. Ti3AlC2 在含F- 的高温硫酸溶液中的腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 533-540. [12] 王乙初, 刘天龙, 张思倩, 赵利, 骆智超, 郑开宏. 含V、W高Mn奥氏体耐热钢在熔融Na2SO4 中的热腐蚀行为[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(2): 620-628. [13] 岳远广, 尹志彪, 张子月, 江社明, 张启富. 一种大气腐蚀实时监测装置的开发及其在不同环境中的应用[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2026, 46(1): 308-314. [14] 许诗源, 孟鑫, 杨亚璋, 刘辰, 张昭, 方晓祖. 腐蚀形貌对镁合金电化学阻抗谱特征的影响研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(6): 1589-1598. [15] 张德平, 闫立震, 于洋, 杨广明, 代春宇, 孟乐, 徐博, 刘智勇. CO2 驱采油井复杂环境中N80油管断裂失效机理[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(6): 1698-1708. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed