不锈钢表面含Cu功能梯度复合改性层的制备及抗菌性能

作者：郑家圣; 黄天阳; 田林海^*; 林乃明; 王振霞; 秦林

来源：金属热处理, 2023, 48(02): 263-269.

DOI：10.13251/j.issn.0254-6051.2023.02.041

• 不锈钢
• 活性屏离子渗氮
• 含Cu功能梯度改性层
• 耐磨性
• 抗菌性

为提高奥氏体不锈钢(ASS)的耐磨性及赋予其抗菌性能，应用改进的活性屏离子渗氮(ASPN)技术，将纯铜冲孔板置于不锈钢冲孔板上面作为活性屏的顶盖，对316奥氏体不锈钢在低温下(430℃)进行表面渗氮处理，在其表面形成由含Cu抗菌沉积层和S相(氮在奥氏体中的过饱和固溶体γN)硬质支撑层组成的功能梯度复合改性层。用扫描电镜(SEM)及其所附能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征复合改性层的组织形貌、成分及相结构。用显微硬度计和往复摩擦磨损试验机测试了基体和复合改性层的显微硬度和摩擦磨损性能，用金黄色葡萄球菌进行体外抗菌试验评价复合改性层的抗菌性能。结果表明，在偏压达到250 V后，形成了连续分布的硬质S相扩散层和含Cu沉积层组成的复合改性层。改性层表面最高硬度可达928 HV0.05,与Si3N4小球对磨时比磨损率较基体降低约57.76%,显著提高了不锈钢的耐磨性。抗菌试验表明，复合改性层与金黄色葡萄球菌接触24 h后，对金黄色葡萄球菌抗菌率提高到98.5%。改进的活性屏离子渗氮技术制备的功能梯度复合改性层可以有效提高不锈钢的耐磨性及抗菌性能。

• 单位
  太原理工大学