ステンレス鋼の腐食:オージェ電子分光法(AES)分析による医療機器への応用

アプリケーションノート

バックグラウンド

ステンレス鋼は広く使用されています バイオメディカル産業 カテーテル、ステント、ねじ、チューブ、ガイドワイヤー、歯科用製品、整形外科用器具、そして多種多様な医療器具を含みます。 ステンレス鋼は、その耐腐食性のためにしばしば選択される金属です。 ただし、ステンレス鋼のグレード、パッシベーション層の品質、 汚染物質が存在する 表面、そしてステンレスがさらされる環境に。

図1 SEM

図1 SEM

オージェ電子分光法(AES) 腐食を防ぐために使用されるパッシベーション層の品質を決定するのに効果的である可能性があります。 さらに、腐食が発生した場合は、オージェ分析が原因の特定に役立ちます。 以下のケーススタディに示すように、オージェ分析は非常に局所的な腐食と潜在的な原因を検出することができます。

ニッケルの生体適合性に関するステントのオージェ分析

図2 オージェスペクトル

表1 AESの原子濃度(原子%)

テーブル1 AES原子濃度(原子%)

結果と考察

図1は高倍率を示します 二次電子像 上のオージェ装置から得られた(XNUMXx倍率)。 受け取ったままの表面 300シリーズステンレス鋼板の部分の。 顕微鏡写真は一連の非常に小さな欠陥を示しており、そのほとんどは直径が約25nmにすぎません。 このSEM画像を用いて、オージェ電子分光法を実施すべき点を規定した。 1つの大きい粒子と1つの小さい粒子(それぞれ点XNUMXとXNUMX)を欠陥から離れた制御領域(点XNUMX)と一緒に分析した。 3つのサーベイスペクトルのすべてが、空気にさらされたステンレス鋼表面から予想されるC、O、Cr、Fe、およびNiの存在を示しています。 さらに、点XNUMX(より大きな欠陥)からのスペクトルは、より小さなNaピークと共に大量のCaの存在を示す。 小さな欠陥からのオージェスペクトル(点XNUMX)は、SおよびNa汚染物質の存在を示すが、対照領域からのスペクトル(点XNUMX)とは大きく異なるFe対Crピーク比を示す。 これら3点から検出された元素の定量化を表XNUMXに示す。 オージェマップは、Ca、Cr、およびFeを含む関心のあるいくつかの元素について取得した。 Caの地図は1mm内のCaの横方向分布を明らかにする2 視野。

図3 Cr AESマップ

図3 Cr AESマップ

図4 Fe AESマップ

図4 Fe AESマップ

図5 Ca AESマップ

図5 Ca AESの地図

概要

SEM画像では粒子欠陥のスコアがいくつか観察されたが、Caオージェマップに示されるように、それらのうちのいくつかだけが有意なCaを有するように見える。 より小さな粒子の大部分は、背景領域と比較して、より高い濃度のFeに対応する(点XNUMX)。 これは、これらの3nmサイズの欠陥内に局所腐食が発生したことを示しており、明らかな潜在的原因はNaの存在です。

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