含Ag抗菌双相不锈钢组织及抗菌性能研究

分别添加纯Ag和Cu-Ag合金颗粒制备了含Ag抗菌双相不锈钢并进行了不同温度固溶处理.借助ESEM,XRD和TEM观察并分析组织中含Ag相显微结构及分布.采用覆膜法测试了材料广谱抗菌性能,并与CD4MCu不锈钢及含Cu抗菌双相不锈钢的抗菌效果进行了对比.结果表明,经1050和1150℃固溶处理,添加纯Ag制备的材料基体上都分布着8μm左右的含Ag相颗粒,提高固溶温度并不能使其在基体中的固溶性得到改善.1150℃固溶后,不锈钢组织中还分布着直径约为45 nm的含Ag相颗粒.添加Cu-Ag合金制备的不锈钢经1050和1150℃固溶处理,温度升高能增强含Ag相在基体中的溶解程度,且添加的合金颗粒越小,含Ag相越易固溶.添加150~300μm Cu-Ag合金制备的不锈钢经1150℃固溶处理,含Ag相在g相上几乎完全固溶,而在a相上呈弥散态分布,且其平均粒径直径约18 nm.抗菌性能检测表明,添加不同粒度CuAg合金制备的2种不锈钢都具有优异的抗菌性能,添加纯Ag颗粒制备的不锈钢抗菌性能良好,CD4MCu不具备抗菌能力.

微合金化2205双相不锈钢组织及性能

通过添加Cu-Ag合金颗粒制备了Ag量为0.07%和0.10%的2205固溶双相不锈钢,同时制备了母材2205和含Cu2205固溶材料进行对比分析。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能拉伸实验机、电化学工作站和覆膜法,对比研究了4种材料的显微组织、力学性能、耐蚀性能和抗菌性能。结果表明:Ag量增加会使组织中α增多,γ减少;两种含Ag材料组织中均存在含Ag相,粒径介于1~6μm的Ag相分布于α基体及α/γ相界处,粒径介于80~400 nm的Ag相分布于γ相中;与母材2205相比,添加Cu可提高材料的抗拉强度,但使其延伸率降低;Ag量增加可同时提高材料的抗拉强度和延伸率;所有材料中,含0.10%Ag量的材料综合力学性能最佳;在3.5%NaCl介质中,含Cu2205材料的耐蚀性能最优,Ag量增加,材料钝化膜稳定性及耐腐蚀性能先提高后降低;含Ag2205材料抗菌率随接触时间延长而提高,高Ag量材料一直都有良好的抗菌性能,母材2205和含Cu2205固溶材料不具备抗菌性能。

Ag对抗菌不锈钢组织性能的影响及其析出行为

在304L不锈钢的成分基础上,添加不同质量分数(0.072%~0.132%)的Ag,并对其热轧板进行固溶处理和冷轧,发现材料的显微组织均为均匀的奥氏体组织,且随着Ag含量的增加,屈服强度及伸长率变化均不明显。利用OM、SEM和TEM观察不同变形条件下材料中Ag颗粒变化,发现Ag颗粒主要为材料冶炼时未熔入到基体内的Ag,其在基体中弥散分布,呈椭球形或球形;Ag颗粒有2种存在形式,即几纳米到几十纳米的富Ag相、由多个纳米级Ag相团簇聚集在一起形成的几百纳米到几微米的Ag颗粒聚集物。另外,热轧后,富Ag颗粒聚集物沿轧制方向变成带状、棒状,部分分裂为椭球状或球状;进一步冷轧变形后,富Ag颗粒的尺寸减小,且变形量越大,Ag颗粒尺寸越小。