不锈钢表面Cu／Zn共渗层的微观结构及抗菌性能.pdfVIP

l越 斟 偶 i t耗 { 棚 o孙 {蛳 不锈钢表面 Cu／Zn共渗层的 微观结构及抗菌性能 倪红卫，詹玮婷 ，陈荣生 (武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北 武汉 430081) [摘 要] 为了进一步提高不锈钢的抗茵性能、抗腐蚀性能和降低制造成本，首次以cu，zn代替Ag，利用辉光等 离子体法在AISI304不锈钢表面同时渗入 cu，zn金属离子，制备了性能优 良的抗茵不锈钢。通过扫描电镜和 x射 线能谱分析了渗层的形貌和化学组成，通过电化学极化曲线研究了抗茵不锈钢的耐蚀性能，以平板茵落计数法测 试了不锈钢的抗菌性能。结果表明：不锈钢表面形成的渗层厚度约4 m，主要成分为铜锌合金，对大肠杆茼和金 黄色葡萄球菌的杀茵率均达 100％；抗茵不锈钢的耐蚀性能明显优于AISI304不锈钢。 [关键词] Cu／Zn共渗；辉光等离子体；不锈钢；微观结构；耐蚀性能；抗茵性能 [中图分类号]TG142．71；TG174．445 [文献标识码]A [文章编号]1001—156o(2011)09—0025—03 0 油 1 试 验 目前，常采用整体冶炼、表面涂层、离子注入、双层 1．1 Cu—Zn共渗 辉光等方法制备具有优 良抗菌性能的含银抗菌不锈 钢 1【“]。其中，辉光等离子体法是一种表面冶金新技 基材为AISI304不锈钢片，尺寸为 12mm×12mill 术，它可以在普通金属材料表面形成具有特殊物理、化 ×1mm。源极材料是Cu／Zn质量 比7：3、纯度99．9％ 学性能的表面合金层L5一’]。Ag，Cu，zn的抗菌特性各 的黄铜箔，尺寸为55．0mm×55．OmlTl×O．5mlTi。基材 经砂纸打磨、金刚石抛光、清洗干燥后，以改装的等离 不相同 ，如Ag离子的抗菌性能最佳，但抗霉菌效果 子化学气相沉积炉进行Cu．zn共渗：调整极间距至 lO 不如Cu离子；Cu离子对大肠杆菌抗菌效果最好，而对 mm，将真空度抽到20Pa以下，通人适量Ar，工作电压 金黄色葡萄球菌的抗菌效果不如 zn离子。抗菌材料 为0．8～1．0kV，控制温度在600oC，保温3h，关掉电 中如含有2种或2种以上的抗菌金属离子，便可以获 得广谱的抗菌能力和更高的杀菌效率 o“J。如对铜银 源，待工件冷却至室温取出，即得到Cu／Zn共渗层。 1．2 抗菌试验 离子法水处理技术杀灭冷热水系统中军团菌的研究表 (1)试样经医用酒精浸泡消毒后置于洁净工作台 明，单独的铜离子和银离子对军团菌都有杀菌效果，但 上 自然干燥；(2)将 l5 浓度约为 10cfu／mL的菌液 两者结合在一起具有明显的协同作用-1 。目前，有 滴到试样表面，以灭菌的封 口膜覆盖菌液；(3)将试样 关不锈钢表面共渗双元抗菌离子方面的研究工作很 置于霉菌培养箱中，在温度(35．0±0．5)℃、相对湿度 少。为此，本工作首次以黄铜为靶材，利用辉光等离子 90％条件下，培养24h；(4)将试样表面的菌液洗下， 体技术在AISI304不锈钢表面同时渗入 cu，zn金属离 均匀涂在琼脂平板上，在温度 (3