医用不锈钢的研究与发展

不锈钢由于具有优异的力学性能、耐蚀性能和加工性能而被广泛应用于各种医疗器械及手术工具的制造。概述了医用不锈钢的特点和临床应用,以及存在的主要问题,并以高氮无镍奥氏体不锈钢、不锈钢表面改性、抗菌不锈钢为重点,介绍了医用不锈钢近年来在国内外的主要研究进展。表明医用不锈钢的研究与发展,进一步提高或改善了不锈钢的生物安全性、力学性能、耐蚀性能,甚至带来了一些生物功能化,为医用不锈钢的临床应用带来了新的机遇。     

抗菌处理对含Cu奥氏体抗菌不锈钢组织和性能的影响

研究了含Cu奥氏体抗菌不锈钢的两种抗菌处理方法对其组织、抗菌性能、机械性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:不同的抗菌处理影响了抗菌不锈钢基体中富Cu相的析出,低温长时间抗菌处理得到的组织中富Cu相比高温短时间抗菌处理得到的富Cu相更细密,细密的富Cu相对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性更好。与304不锈钢相比,含Cu奥氏体抗菌不锈钢经抗菌处理后对机械性能没有产生明显的影响,耐腐蚀性也没有明显的下降。     

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.     

异种金属的钎焊

连接异种金属时,由于材料物理性能的不同以及连接时发生的冶金反应,比较困难.钎焊是最实用的方法.阐述了常用的异种金属组合:铝一铜、铝一不锈钢、铝一钛、不锈钢一钛合金的钎焊技术,同时列出了这些接头的图片.     

镁基块体金属玻璃基复合材料研究

在空气中采用普通铜模浇铸法制备了两种成分的Mg-Cu-Al-Y金属玻璃复合材料(Mg65Cu23Al2Y10和Mg65Cu20Al5Y10)试样。XRD分析表明,随着Al的加入,原本的非晶“馒头峰”上出现了晶体增强相的尖锐峰;DSC曲线中晶化放热峰表明两种合金基体为非晶态结构,相比于纯玻璃态时,复合材料的玻璃转变温度和初始晶化温度均下降,过冷液相区变窄,同时表现为多级晶化;尽管两种合金的成分只有细微差别,但微观组织却相差很大,当Al含量为2%时,显微组织中有明显的针状组织存在,而Al含量为5%时,为粒状组织。显微硬度测试表明:当Al含量为2%时,硬度值明显提高,均值达到了276HV,比完全非晶态下的硬度值高出42HV。     

镁基块体金属玻璃基复合材料研究

在空气中采用普通铜模浇铸法制备了两种成分的Mg-Cu-Al-Y金属玻璃复合材料（Mg65Cu23Al2Y10和Mg65Cu20Al5Y10）试样。XRD分析表明，随着Al的加入，原本的非晶“馒头峰”上出现了晶体增强相的尖锐峰；DSC曲线中晶化放热峰表明两种合金基体为非品态结构．相比于纯玻璃态时，复合材料的玻璃转变温度和初始晶化温度均下降，过冷液相区变窄，同时表现为多级晶化；尽管两种合金的成分只有细微差别，但微观组织却相差很大．当Al含量为2％时，显微组织中有明显的针状组织存在．而Al含量为5％时，为粒状组织.显微硬度测试表明：当Al含量为2％时．硬度值明显提高，均值达到了276HV，比完全非晶态下的硬度值高出42HV。     

不锈钢表面含Cu功能梯度复合改性层的制备及抗菌性能

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γ_N)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...     

渗铜法制备抗菌不锈钢工艺及组织性能的研究

采用膏剂渗铜法制备18-8型抗菌不锈钢,研究了膏剂配方、渗铜工艺对18-8型不锈钢组织和性能的影响。结果表明,不锈钢采用60%CuO＋7%Na3AlF3＋33%Al2O3或75%CuO＋7%Na3AlF3＋18%Al2O3膏剂,900℃×8h加热后缓冷的表层组织为典型的岛状组织,Cu主要分布于岛状组织的边缘;渗铜层硬度略大于心部,并且具有优良的抗菌性能,杀菌率可达99.99%。     

非晶态合金作为抗菌功能材料的应用

<正>申请号:CN201310454659;申请日:2013.09.29;公开号:CN103484798A;公开日:2014.01.01;申请人:中国科学院金属研究所;发明人:付华萌;张海峰;南黎;王爱民;李宏;朱正旺;张宏伟;谭丽丽;杨柯;胡壮麒;本发明公开了一种非晶态合金作为抗菌功能材料的应用,属于非晶态材料及抗菌材料领域。具体是将     

抗菌金属材料的研究现状与发展趋势

重点介绍了抗菌金属材料的种类和抗菌机理,综述了抗菌金属材料的研究现状和抗菌化工艺特点,阐述了各类抗菌金属材料的特点和应用情况。并对抗菌金属材料的发展趋势进行了展望。     

抗菌金属材料的研究进展

简要介绍了无机抗菌材料的种类和抗菌机理，综述了 抗菌金属材料的发展现状和抗菌化工艺，详细介绍了各类抗菌金属材料的特点和应用情况.并对抗菌金属材料的研究趋势进行了展望.      

镁基大块金属玻璃的研究进展及其制备

介绍了镁基大块金属玻璃的发展、合金体系选择依据、制备方法、各种独特性能及其最新研究进展。总结出Mg-TM-Ln合金体系是最具潜力的镁基大块金属玻璃体系。介绍了目前镁基大块金属玻璃的研究重点及其发展趋势。     

医用金属材料腐蚀疲劳性能研究进展

结合文献和课题组的研究,对医用金属材料腐蚀疲劳性能的研究进展进行了总结,分别从腐蚀疲劳的危害性、分类、设计、控制等几个方面进行了阐述。腐蚀疲劳失效首先发生于材料表面,医用材料-生理环境的界面对于植入器械手术成功与否有着至关重要的作用,可以根据裂纹扩展速度曲线特征,将腐蚀疲劳分为三类。医用金属材料的腐蚀疲劳性能研究应考量其服役环境进行设计,可以通过表面处理、合金化等方法改善医用金属材料的腐蚀疲劳性能。医用金属材料腐蚀疲劳性能研究的一些基础问题仍待解决：医用金属材料在微生物参与下的腐蚀疲劳行为及其相关机制亟待阐述;医用金属材料的微生物腐蚀疲劳研究是一个系统、长期、复杂的过程,需要合理地建立实验模型,将三维有限元与传统实验方法有机结合,进一步指导医用金属材料相关器械的设计;新的合金成分设计、新的加工制造方式所获得的新型合金生理环境下的腐蚀疲劳性能,其相关数据亟待完善,这关系到新型医用金属材料长期使用的生物安全性问题,亟需开展大量的基础研究工作。在综合评述医用金属材料腐蚀疲劳性能研究现状的基础上,对医用金属腐蚀疲劳在学科交叉研究和新材料基础研究方面的发展趋势进行了展望。     

AISI304不锈钢渗铜后的微观组织及抗菌性能

以CuO＋NH4Cl为渗剂对AISI 304不锈钢表面进行化学渗铜处理,获得了具有优良抗菌性能的渗铜层。用扫描电镜及小掠射X射线衍射仪分析了渗层深度、微观组织及相组成。试验结果表明,当渗铜处理温度大于900℃后,渗铜层深度及渗层中富铜相Cu9.9Fe0.1及Cu3.8Ni的生成量快速增加。渗层中富铜相生成量越多,不锈钢的抗菌效果越佳,尤其是金黄色葡萄球菌。AISI304不锈钢经950℃保温4h渗铜处理后得到了较深的渗铜层,铜以富铜相形式均匀分布于渗层,具有优良的抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的效果。     

沉积扩散法制备不锈钢抗菌渗铜层的研究

采用沉积扩散法在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢和2Cr13马氏体不锈钢表面制备抗菌渗铜层,讨论了不同的扩散工艺参数对这两种不锈钢抗菌渗铜层抗菌性能和抗菌持久性的影响。用小角度X射线衍射(GXRD)分析了渗铜层的相组成。研究结果表明,用沉积扩散法在不锈钢表层制备含ε-Cu相的抗菌渗铜层,其对大肠杆菌和黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性能。     

镁基大块金属玻璃的制备及研究进展

介绍了镁基大块金属玻璃的发展、合金体系选择依据、制备方法、各种独特性能以及最新研究进展.由此总结出Mg-TM-Ln合金体系是最具潜力的镁基大块金属玻璃体系.最后阐明了目前镁基大块金属玻璃的研究重点及发展趋势.     

热处理对含铜3Cr13马氏体不锈钢抗菌性能的影响

研究了抗菌热处理对含铜 3Cr13不锈钢组织和抗菌性能的影响。试验表明抗菌热处理是其获得优异抗菌性能的关键。粘结薄膜法显示抗菌热处理后的 0 35C 13Cr 2 6 8Cu马氏体不锈钢对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率 >99%。试验确定了最佳热处理参数 ,并从理论上分析了抗菌机理     

抗菌不锈钢的发展与应用

介绍了抗菌不锈钢的种类、发展状况、抗菌机理、产品特性和应用情况等,同时简要介绍了宝钢开发的抗菌不锈钢产品的性能和应用情况.     

Antibacterial Property of Martensitic Stainless Steel Generated by Cu Ion Implantation

ION IMPLANTATION is a promising techniquepermitting of the surface properties improvement formetal materials.It had used in many industrydepartments,especially,it was used for the successfulsolution of many problems associated with hardness,wear and corrosion of metal surface[1-4].Howeverresearch on antibacterial stainless steel by copper ionimplantation method has not been reported till now.In this study,we report a special antibacterialtreatment after copper ions implantation intomarte…