發(fā)布時間：2017-07-21 04:20

  本文關(guān)鍵詞：含銅抗菌金屬材料的工藝及性能研究

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【摘要】：含銅抗菌金屬材料作為功能材料與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的結(jié)合,具有無毒、美觀、耐磨、長效抗菌、易于加工等其它抗菌材料難以比擬的優(yōu)勢,應(yīng)用前景非常廣泛。本文結(jié)合國內(nèi)外對抗菌不銹鋼的研究現(xiàn)狀,研究開發(fā)出多種類型的含銅抗菌不銹鋼。通過抗菌性能檢測、硬度測試、透射電鏡觀察、激光共聚焦顯微鏡觀察和掃描電鏡觀察等手段研究了熱處理工藝對Cr13MoCu型馬氏體不銹鋼抗菌性能的影響,還研究了熱處理工藝和銅含量對17-4 PH不銹鋼抗菌性能的影響;同時研究了317L-Cu不銹鋼的耐蝕性能與抗菌的關(guān)系;另外,通過電化學(xué)測試、抗菌性能檢測研究了317L-Cu不銹鋼的耐蝕性和抗菌性;通過熱壓縮實驗研究了317L-Cu不銹鋼的熱流變行為。此外本文以目前臨床應(yīng)用的CoCrMo、CoCrWNi合金為成分基礎(chǔ),設(shè)計和制備出了含銅CoCrMo、CoCrWNi合金,并對其抗菌功能進(jìn)行了初步探索。主要得出以下結(jié)論:(1)2Cr13MoCu不銹鋼經(jīng)1080℃固溶30 min,水冷+500℃時效6 h,空冷;3Cr13MoCu不銹鋼經(jīng)1080℃固溶30 min,水冷+500℃時效10 h,空冷。兩種馬氏體不銹鋼均表現(xiàn)出了非常優(yōu)異的抗菌性能,在殺滅游離態(tài)細(xì)菌的同時,還可有效地抑制表面細(xì)菌生物膜的形成。(2)17-4PH不銹鋼經(jīng)1040℃固溶30 min,水冷+液氮冷處理30 min,空冷+482℃時效6 h,空冷;或提高銅含量至4.5~5.0 wt.%,并在1040℃固溶30min,水冷+482℃時效6 h,空冷,均能獲得良好的抗菌性能和硬度。(3)鈍化處理和添加一定量的稀土(鑭)均可影響317L-Cu不銹鋼的耐點蝕性能。鈍化處理后,其耐點蝕性迅速提高,抗菌性能有所下降;添加0.09 wt.%的鑭,其耐點蝕性和抗菌性能均有所提高。通過計算確定317L-Cu不銹鋼的最佳熱加工參數(shù)大致為:??0.1,T?950~1010℃,???0.010~0.015 s-1區(qū)域;??0.2,T?950~1020℃,???0.010~0.015 s-1區(qū)域;??0.3,T?950~1020℃,???0.010~0.020 s-1區(qū)域;??0.4,T?950~1020℃,???0.010~0.030 s-1區(qū)域;??0.5,T?950~1020℃,???0.010~0.050 s-1區(qū)域和T?1030~1090℃,???5~10s-1區(qū)域。(4)含銅CoCrMo、CoCrWNi合金具有良好的廣譜抗菌性能,對常常引起骨科植入材料感染的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均顯示出較強(qiáng)的抗菌活性,且具有良好的抗菌持久性,并可有效地阻止其表面細(xì)菌生物膜的形成,降低細(xì)菌性感染的發(fā)生率。溶血試驗表明該合金對人體是生物安全的。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼 富銅相 抗菌性 鈷基合金
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.71;TG161
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-25
• 1.1 引言10-11
• 1.2 抗菌金屬材料概述11-17
• 1.2.1 抗菌概念11-13
• 1.2.2 抗菌金屬材料的研究發(fā)展13-17
• 1.3 含銅抗菌金屬材料的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 含銅抗菌不銹鋼17-19
• 1.3.2 含銅抗菌鈦合金19-20
• 1.3.3 含銅抗菌鈷基合金20
• 1.4 含銅抗菌金屬材料的抗菌機(jī)理20-23
• 1.5 論文研究的意義和主要內(nèi)容23-25
• 2. Cr13MoCu型馬氏體不銹鋼的熱處理工藝及性能研究25-44
• 2.1 前言25
• 2.2 實驗方法25-27
• 2.3 光學(xué)組織觀察27-30
• 2.3.1 固溶溫度對光學(xué)組織的影響27-28
• 2.3.2 時效溫度對光學(xué)組織的影響28-30
• 2.4 固溶處理對Cr13MoCu型馬氏體不銹鋼性能的影響30-32
• 2.5 時效處理對Cr13MoCu型馬氏體不銹鋼性能的影響32-40
• 2.5.1 時效溫度對Cr13MoCu型馬氏體不銹鋼性能的影響32-38
• 2.5.2 時效時間對Cr13MoCu型馬氏體不銹鋼性能的影響38-40
• 2.6 細(xì)菌生物膜觀察40-42
• 2.7 本章小結(jié)42-44
• 3.17-4 PH不銹鋼的熱處理工藝及性能研究44-58
• 3.1 前言44
• 3.2 實驗方法44-45
• 3.3 光學(xué)組織觀察45-46
• 3.4 熱處理對 17-4 PH不銹鋼性能的影響46-54
• 3.4.1 時效處理對 17-4 PH不銹鋼性能的影響46-51
• 3.4.2 冷處理對 17-4 PH不銹鋼性能的影響51-54
• 3.5 銅含量對 17-4 PH不銹鋼性能的影響54-56
• 3.6 細(xì)菌生物膜觀察56-57
• 3.7 本章小結(jié)57-58
• 4.317L-Cu不銹鋼的耐蝕及熱流變行為研究58-74
• 4.1 前言58-59
• 4.2 實驗方法59-60
• 4.3 317L-Cu不銹鋼的耐腐蝕性能研究60-64
• 4.3.1 鈍化處理對 317L-Cu不銹鋼耐蝕性的影響60-61
• 4.3.2 稀土對 317L-Cu不銹鋼耐蝕性的影響61-64
• 4.4 317L-Cu不銹鋼的熱流變行為64-72
• 4.4.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線64-65
• 4.4.2 熱加工圖65-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 5. 含銅鈷基合金的抗菌功能探索74-84
• 5.1 前言74
• 5.2 實驗方法74-75
• 5.3 光學(xué)組織觀察75-76
• 5.4 含銅鈷基合金的抗菌性能76-81
• 5.4.1 含銅鈷基合金的抗菌譜76-78
• 5.4.2 菌濃對抗菌性能的影響78-79
• 5.4.3 細(xì)菌生物膜觀察79-81
• 5.5 含銅鈷基合金的耐蝕性81-82
• 5.6 含銅鈷基合金的人體安全性82-83
• 5.7 本章小結(jié)83-84
• 6. 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況94-95
• 致謝95-96
• 作者簡介96-97

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：571424