我们的一个医疗设备客户联系我们,因为他们的一个产品,一个阳极电镀铝手术钻,正在经历在涂层缺陷。测试要求检查铝成分、涂层成分、涂层厚度来确定阳极氧化涂层的原因可能是脱落的速度越来越快。
手术钻铝阳极氧化膜的组成部分,聚砜,不锈钢。我们最初的方法是使用光学显微镜来检查所有设备的组件,而不仅仅是铝的部分。牙钻的聚砜组件,以及不锈钢零件,表面没有任何损伤,尽管他们靠近和触摸阳极电镀铝。多个样本展示了缺陷和一些比另一些更严重的点蚀。点蚀是局部腐蚀的一种形式,有非常小的洞内涂层。考试还透露,所有阳极电镀铝的部分正在经历从点状腐蚀。
接下来的技术我们用于此腐蚀分析扫描电子显微镜和能量色散光谱(能谱)。能谱是用来检查样品的散装合金成分、阳极氧化涂层组成,阳极氧化涂层厚度,确定是否有腐蚀产物表面上。
铝制样品区域的检查,有阳极氧化涂层,表明涂层是缺少的外部面部分设备。进一步检查样本的区域已经被一个橡胶保护组件显示,仍有一个统一的阳极氧化涂层。
EDS确认样品符合铝的合金6061。这排除了可能性,一个合金使用不兼容的阳极氧化过程。EDS的样品还证实,阳极处理过程最初是成功的,因为位置,有一个完整的涂层显示铝氧化物和硫的存在,与阳极处理一致。
检查阳极氧化涂层的损坏样品显示统一的点蚀是可能的腐蚀机理。四个机制可以删除一个阳极氧化涂层包括:重金属暴露、电化学腐蚀、氯接触,或极端环境pH值(第4 - 9外pH值)。
据报道由客户机的医疗设备包括去离子水洗涤过程,所以我们知道这是不太可能重金属暴露是罪魁祸首。电化学腐蚀也不太可能,因为它将展示更多的局部腐蚀,而不是腐蚀所有暴露的表面,和主要的医疗设备是由铝和数量有限的更高的潜在的不锈钢等金属。尽管氯和低pH值环境可以去除阳极氧化涂层,完好无损的不锈钢和聚砜部分表示,这很可能不是腐蚀的原因。氯会导致点蚀不锈钢表面恶化聚砜,pH值和低环境一样的不锈钢阳极电镀铝。
基于我们的涂层缺陷的全部调查,我们确定一个高pH值环境(pH值9 +)是最有可能导致的点状腐蚀观察阳极电镀铝的部分。化学物质如氢氧化钠和碳酸钠可以很容易地提高水的pH值的解决方案能够剥离从铝阳极氧化涂层,和那些解决方案不会伤害钢除非pH值高于12。苛性造成的不幸的是,腐蚀的阳极氧化涂层解决方案不会留下一个可识别的腐蚀产品作为氧化铝转化为铝酸阴离子。建议未来测试涉及分析清洁解决方案用于训练来确定他们的化学成分和pH值来确认他们是否有能力消除阳极氧化涂层。
与光学显微镜检查阳极氧化涂层后,测量阳极氧化涂层厚度,确定涂层成分,并分析大量铝合金的成分,最可能的原因加速阳极氧化涂层去除来自反复接触高pH值(9 +)环境在清洗周期。