含Ag抗菌2205双相不锈钢组织与性能研究

发布时间：2020-11-21 10:49

　　 含Ag抗菌双相不锈钢因综合性能优异且抗菌效果良好,可应用于医疗器械、海洋装备等有抗菌需求的领域,逐渐受到学者们的关注。双相不锈钢中2205应用普遍,占总用量的80%以上,若能赋予其抗菌性,有助于双相不锈钢材料的发展。因此,本文通过添加Cu-Ag合金的方式制备含0.07%和0.10%Ag 2205,并对前者进行1050℃、1075℃、1100℃、1125℃和1150℃固溶处理,同时制备含Cu 2205及母材2205并与含0.10%Ag 2205进行1100℃固溶后作为对比材料。利用OM、XRD和SEM分析材料的显微组织,通过拉伸、硬度测试和电化学方法研究了力学性能和耐蚀性能。此外,采用覆膜法测试了抗菌效果。显微组织观察发现,随固溶温度的升高,含0.07%Ag 2205的α相增多,γ相先变粗后细化,且γ与γ2相含量在减少。同温度固溶处理,增Ag会细化2205的α相并减少γ与γ2相。含Ag 2205组织中微米级富Ag相稀疏分布于α相及α/γ相界处,且固溶温度升高会促进其溶解;纳米级富Ag相弥散分布于Y相内。力学性能测试显示,含0.07%Ag 2205的洛氏硬度与抗拉强度随固溶温度的升高先降后升,而延伸率一直在增大,固溶温度为1150℃时,综合力学性能最佳。同温度固溶处理,Ag量的提高有助于2205的洛氏硬度、抗拉强度和延伸率增大。耐蚀性能试验表明,随着固溶温度的升高,含0.07%Ag 2205在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度减小,钝化膜稳定性增大,耐蚀性能提高,1125℃及1150℃固溶材料的耐蚀性能优于母材2205。同温度固溶处理,添加Ag会降低2205耐蚀性能,且Ag量提高,材料耐蚀性能进一步降低,添加Cu会增强钝化膜稳定性,改善耐蚀性能。在有菌环境中,1150℃固溶含0.07%Ag 2205耐蚀性能最优,含0.10%Ag 2205次之,含Cu 2205较差,而母材2205最差。抗菌性能试验可知,随着固溶温度的升高,含0.07%Ag 2205的抗菌效果增强,1075℃以上时抗菌效果优良且抗菌持久性好。同温度固溶处理,Ag量增加能提高2205的抗菌率,含Cu 2205与母材2205不具备抗菌效果。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG142.71
【部分图文】：

（３）光催化杀菌机理。Ａｇ离子能够催化活性中心，在光照作用下激发水??或空气中的氧，从而产生活性氧离子（Ｏｆ）等，其会抑制细菌的增殖能力，最??终杀灭微生物。材料受光催化作用产生自自由基［５５］，如图１－２所示。光将电子??ｅ？激发出来，电子将氧分子还原成超氧化物自由基（Ｖ；光还原带正电的空洞ｈ＋，??使氢氧根氧化成羟基－ＯＨ，公式（１－１）与公式（１－２）为反应式。??０２＋ｅ?—＞０２?（１－１）??ＯＨＷ４－ＯＨ?（１－２）??超氧化物自由基与羟基－０Ｈ能在短时间内破坏微生物的增值能力，从而??导致微生物死亡，得到抗菌的效果。??：位??ｍ?光澈发电子空洞??图１－２光催化作用示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ａｃｔｉｖｉｔｙ??随着对含Ａｇ抗菌不锈钢抗菌机理研宄的深入，一些科研工作者提出了复??合抗菌作用，即Ａｇ离子的抗菌作用可能不是单一的某种方式产生，而是两种??甚至三种方式共同作用的结果。总之，含Ａｇ不锈钢的抗菌机理还未有准确的??定论

２．１．１?Ｃｕ－Ａｇ二元合金颗粒的制备??１．气体雾化设备??由Ｃｕ－Ａｇ二元相图（见图２－１）可知，在一定高温下，Ａｇ与Ｃｕ互溶性较??好，所以可以先将纯Ｃｕ用高频炉加热至液态，随后加入纯Ａｇ粒子，得到合金??熔液，最后通过雾化装置将其吹散冷凝，制备出一定粒度的Ｃｕ－Ａｇ颗粒。??１０８５°Ｃ??ｎ〇〇｜?????????［—□〇??１０００??—Ａ??＿三三??４０〇ｉｌ???Ｕ???????ｌｌ?９＊??０?１０?２０?３０?４０?９０?６０?７〇?８０?９０?１００??Ａ８??图２－１?Ｃｕ－Ａｇ二元相图??Ｆｉｇ．２－１?Ｂｉｎａｒｙ?ｐｈａｓｅ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?Ｃｕ－Ａｇ??为此，本课题自主设计一套粉末气雾化装置，如图２－２所示。该装置主??要由三部分组成：??（１）

制粒完成后，回收雾化塔底部的Ｃｕ－Ａｇ颗粒，千燥后通过合适目数的漏筛??筛选，取粒度为１２５￣３０〇ｎｍ的合金颗粒备用。利用体视显微镜对随机抽取的颗??粒进行形貌观测，见图２－３。可以看出，颗粒基本上为球形，也存在一些异形??颗粒。??１２??
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本文编号：2892898