抗菌不锈钢的研究进展

抗菌不锈钢结合了不锈钢稳定的加工性能和抗菌元素良好的抗菌性能,因而广泛的应用于医疗器械、厨房用餐具、刀具、洗衣机等领域。本文综述了抗菌不锈钢国内外的研究与发展,介绍了抗菌不锈钢的概念、分类及其制备工艺,分析了抗菌不锈钢的抗菌机制,最后指出了抗菌不锈钢制备工艺仍存在的问题,并就这些问题提出了解决办法以及对其未来发展提出了展望。     

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.     

Analysis on Internal Oxidation Technology of Al in Cu—Al Pre--Alloyed Powders

通过在铁素体和奥氏体不锈钢中添加适量Cu，经过特殊的抗菌处理，使不锈钢具有了优良的抗菌特性．探索了含Cu不锈钢经过抗菌处理后抗菌析出相的分布和形貌，抗菌检测结果表明，含有一定量Cu的铁素体和奥氏体不锈钢显示出了很强的广谱抗菌性能．在生物电镜下观察到抗菌钢表面细菌形态的改变与组织液溢出现象．     

含铜抗菌不锈钢的抗菌特性研究

研究了铁素体和奥氏体含铜抗菌不锈钢的抗菌特性及相关机制.实验结果表明,含铜抗菌不锈钢具有优良的广谱杀菌作用,对本文选择的大部分革兰氏阴性菌(G-)和革兰氏阳性菌(G )的杀灭率均在99.0%以上.通过铁素体抗菌不锈钢对大肠杆菌作用不同时间的研究证明,抗菌不锈钢的杀菌率和其与细菌作用时间有关,铁素体抗菌不锈钢与大肠杆菌作用150 min左右时间后的杀菌率才会达到99.9%的最大值.原子力显微镜的观察表明,抗菌不锈钢对大肠杆菌的杀灭表现为菌体内大量物质流失,细菌出现干瘪现象.电化学实验结果表明,抗菌不锈钢与大肠杆菌作用后,会由于其表面抗菌相中铜离子溶出的加快,而表现为其耐点蚀电位的下降.     

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。     

太钢研发成功系列抗菌不锈钢

太钢集团公司在大力发展不锈钢生产的同时，为提升不锈钢的技术含量，适应市场对抗菌材料的需要，组织力量研制出系列抗菌不锈钢。这些研发的抗菌不锈钢与同类普通不锈钢相比，其综合力学性能、腐蚀性能及加工性能毫不逊色，但具有特殊的抗菌作用，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单细胞菌及白念珠菌的抗菌率均大于99％。这项工作填补了国内抗菌不锈钢材料的空白。抗菌不锈钢的抗菌作用来自于能抗菌的金属离子，如银、铜离子等。因此抗菌不锈钢是在同类不锈钢成分的基础上，添加了适量的铜、银等合金成分。     

马氏体抗菌不锈钢的微观组织及其抗菌性能

含Cu马氏体抗菌不锈钢经特殊的抗菌热处理析出ε-Cu相,采用覆膜法研究其抗菌性能.实验结果表明:马氏体抗菌不锈钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌易于杀灭;鼠伤寒杆菌需要一定时间杀灭;白色念株菌需要较长时间杀灭.这与细菌的细胞壁组织结构、细胞壁厚度和其属性有关.抗菌不锈钢对细胞壁较薄、肽聚糖含量较低、组织疏松、金属离子易穿透细胞壁的细菌易于杀灭;反之,细菌不易于杀灭.随着抗菌作用时间的延长,铜离子浓度的提高,抗菌不锈钢的杀菌效力显著提高.马氏体抗菌不锈钢经表面打磨或磨损仍然具有相同的抗菌性能.     

不锈钢新宠儿——抗菌不锈钢

<正>人们希望不锈钢器皿、餐具、扶手等除了具有不锈、光洁如新的特点外,最好还要有防霉变、抗菌、杀菌的功能。近年来已经开发出抗菌不锈钢,应用前景十分宽广。抗菌不锈钢是以不锈钢为载体,添加一些抗菌金属元素(如铜、银)作为抗菌剂,使之既具有不锈钢的耐蚀性能,又具有优良的抗菌性能。抗菌不锈钢按其制造方法的不同,大致分为:表面涂层型、复合型、表面改性型抗菌不锈钢以及添加抗菌金属元素的合金型抗菌不锈钢。其中应用比较广泛的是合金型抗菌不锈钢,它们是通过在炼钢时加入抗菌金属元素铜或者银。对于含铜的抗菌不锈钢,还须经过特殊的热处理加工,使不锈钢基体中均匀     

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。     

铁素体抗菌不锈钢的抗菌特性

含Cu铁素体抗菌不锈钢的抗菌特性来自抗菌热处理过程中形成的析出相ε-Cu,抗菌处理后的抗菌不锈钢具有良好的长效广谱抗菌功能,而且对人体是安全的。抗菌功能不会因表面磨损或长期浸泡而丧失。抗菌过程可以分为两个阶段,抗菌作用主要通过与细菌的直接接触实现。     

抗菌热处理对SUSXM7含Cu不锈钢冷加工性能的影响

研究了抗菌热处理前后SUSXM7含Cu奥氏体不锈钢的力学性能,并与通用奥氏体不锈钢SUS304进行了对比.结果表明:SUSXM7含铜不锈钢的加工硬化指数低于SUS304不锈钢,塑性应变比高于SUS304不锈钢,两种材料的杯突深度基本接近,SUSXM7含铜不锈钢的冷加工成形性能优于SUS304不锈钢.抗菌热处理后,SUSXM7含铜不锈钢的加工硬化指数、塑性应变比、杯突深度没有太大变化,抗菌热处理对SUSXM7含铜不锈钢的冷加工成形性能没有太大影响.SUSXM7含铜不锈钢可以在抗菌热处理前进行冷加工成形,也可以在抗菌热处理后再进行冷加工成形.     

金属离子型抗菌不锈钢组织及其抗菌性能的研究

分析了高铜马氏体不锈钢和加银奥氏体不锈钢的组织及抗菌性能。通过HREM分析显示,高铜马氏体不锈钢经抗菌热处理后(600℃时效0.5 h),基体弥散分布着大量小于40 nm的球状-εCu相,与基体存在共格关系。随时效时间增长,-εCu相逐渐脱溶成为独立的富铜相。SEM分析显示加Ag奥氏体不锈钢固溶后富Ag质点分布在晶界。等离子质谱法显示表面涂覆液膜24 h后Cu2 、Ag 抗菌离子析出浓度分别达到75×10-4%和0.15×10-4%,这是高铜和加银不锈钢具有100%抗菌率的原因。     

双层辉光法制备含银抗菌不锈钢层工艺

为了研究双层辉光法制备含银抗菌不锈钢层,通过抗菌试验、盐干湿循环腐蚀试验、SEM、XPS等手段,研究了扩散工艺参数与抗菌性能、耐蚀性能之间的关系.结果表明,双层辉光法制备含银抗菌不锈钢层的可行工艺参数为:电压1.2kV,气流量为20～40ml/min,时间为3h;含银抗菌不锈钢的杀菌率可达到100%,耐蚀性能没有降低;银在基体中呈弥散状态分布,其价态为一价.     

1Cr13Cu1.5马氏体不锈钢的微观组织和性能

研究了1Cr13Cu1．5马氏体不锈钢的微观组织、耐蚀性和抗菌性。扫描电镜和X-射线分析表明,1Cr13Cu1．5马氏体不锈钢经1100℃固溶处理600℃ 5h时效后,钢的基体中分布具有抗菌作用的ε-Cu相,该相对大肠杆菌的抗菌率大于95％,但该相对耐蚀性有一定的影响,使不锈钢的耐蚀略微下降。     

表面抗菌不锈钢的研究进展

抗菌不锈钢是一种新型的抗菌材料,拥有抗菌性强、耐高温塑性好、自身无菌等良好的特性,在医疗、食品、公共卫生等领域有很好的应用前景.在实际应用中,抗菌不锈钢主要应用其表面的抗菌性能,因此,表面抗菌不锈钢较之其他产品有更高的研究价值.综述了表面抗菌不锈钢的研究进展,主要包括表面涂层型抗菌不锈钢和表面改性型抗菌不锈钢的制备工艺,以及不同类产品的抗菌能力.结果表明,目前表面抗菌不锈钢在制备及使用过程中所面临的问题主要是对生产设备和技术要求高,产品耐磨性差,当前的技术难以达到大量制备表面抗菌不锈钢的要求.结合电沉积法的特点及扩散特性,以及利用电沉积扩散法在制备抗菌不锈钢方面的应用情况,指出利用电沉积扩散法在不锈钢基体表面制备抗菌镀层将是未来制备表面抗菌不锈钢的主要发展方向.     

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     

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.     

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。     

含铜抗菌不锈钢的铸造工艺研究

研究了含铜合金型抗菌不锈钢的铸造成型法。研究结果表明,铸造成型法可以在大气环境下一次整体成形含铜合金型抗菌不锈钢机械结构件,在大气环境下完成热处理工序,组织中析出的ε-Cu相数量多,呈尺寸较大的长棒状,且分布均匀,制品的抗菌性能和力学性能优良。研究结果不仅降低生产成本,而且拓宽抗菌不锈钢的应用领域。     

铜对低碳马氏体不锈钢抗菌性和力学性能的影响

采用整体熔炼法在1Cr13低碳马氏体不锈钢中添加适量的Cu,测试其抗菌性、硬度、抗拉强度和冲击韧度,并对断口进行了形貌观察和分析.结果表明:随Cu含量的增加,不锈钢的抗菌性提高;不锈钢的硬度、强度、塑韧性也随之提高,起到强韧化的作用.