不锈钢腐蚀:采用俄歇电子能谱(AES)分析的医疗器械应用

应用笔记

背景

不锈钢广泛用于 生物医药行业 包括导管,支架,螺钉,管道,导丝,牙科产品,整形外科和各种医疗器械。 不锈钢通常是选择的金属,因为它具有耐腐蚀性。 然而,根据诸如不锈钢的等级,钝化层的质量等因素,仍然可能发生腐蚀 污染物存在 表面和不锈钢暴露的环境。

图1 SEM

图1 SEM

俄歇电子能谱(AES) 可以有效地确定用于防止腐蚀的钝化层的质量。 此外,如果确实发生腐蚀,俄歇分析可以帮助确定其原因。 俄歇分析能够检测非常局部的腐蚀和潜在原因,如以下案例研究所示。

用于镍生物相容性的支架的俄歇分析

图2 俄歇光谱

表1 AES原子浓度(原子%)

表1 AES原子浓度(原子%)

结果与讨论

图1显示了高放大倍率 二次电子图像 (100,000x放大倍数)从俄歇仪器上获得 收到的表面 一块300系列不锈钢板。 显微照片显示出一系列极小的缺陷,其中大部分缺陷直径仅约为25nm。 该SEM图像用于定义要在其上进行俄歇电子能谱的点。 分析一个大颗粒和一个小颗粒(分别为1和2点)以及缺陷的对照区域(点3)。 所有三个测量光谱都显示,暴露在空气中的不锈钢表面存在预期的C,O,Cr,Fe和Ni。 此外,来自点1(较大缺陷)的光谱显示存在大量的Ca以及较小的Na峰。 来自小缺陷(点2)的俄歇光谱显示存在S和Na污染物,但也显示出与来自对照区域的光谱(点3)大不相同的Fe与Cr峰值比率。 表1中显示了从这三个点检测到的元素的定量。 获得了几种感兴趣元素的俄歇地图,包括Ca,Cr和Fe。 Ca的图显示了1mm内Ca的横向分布2 视野。

图3 Cr AES图

图3 Cr AES地图

图4 Fe AES图

图4 Fe AES地图

图5 Ca AES图

图5 Ca AES地图

概要

虽然在SEM图像中观察到许多粒子缺陷,但是只有少数粒子缺陷具有显着的Ca,如Ca Auger图所示。 与背景区域(点3)相比,大多数较小的颗粒对应于较大浓度的Fe。 这表明在这些25nm尺寸的缺陷内发生了局部腐蚀,其明显的潜在原因是存在Na。

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