不銹鋼表面含銅—鈰抗菌層的制備及其性能研究.pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學(xué)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目：不銹鋼表面含銅不銹鋼表面含銅—鈰抗菌層的制備及其性能研究鈰抗菌層的制備及其性能研究(英文英文)PreparationInfiltrationLayerContainingCeriumCopperinSurfaceofStainlessSteelPropertiesofInfiltrationlayer研究生姓名:王巖指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):徐晉勇（教授）申請學(xué)科門類:工學(xué)

2、碩士學(xué)科、專業(yè):機械制造及其自動化提交論文日期:2012年4月論文答辯日期:2012年6月年月日摘要I摘要采用雙層輝光等離子滲金屬技術(shù)，結(jié)合空心陰極效應(yīng)及尖端放電增強效應(yīng)，在不銹鋼表面進(jìn)行銅、鈰元素共滲，制備了表面具有抗菌性的含銅、鈰合金滲層的不銹鋼。進(jìn)行了銅、鈰共滲實驗源極結(jié)構(gòu)設(shè)計，對試驗的部分參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。采用金相顯微鏡、SEM、EDS、XRD分析了滲層組織、成分、表面物相。研究了源極銅、鈰含量變化對滲層的影響。研究了銅、鈰滲

3、層的抗菌性能、耐腐蝕性能及硬度等。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：（一）銅、鈰共滲源極設(shè)計及工藝研究（1）為了使低熔點金屬銅和鈰能做為雙輝試驗源極，并保證雙輝試驗的順利進(jìn)行，通過銅鈰二元合金相圖分析及試驗驗證，鈰在銅鈰合金中的最大含量為30%wt。源極采用可拆卸圓筒形上、下腔結(jié)構(gòu)。源極材料采用棒狀（銅、鈰質(zhì)量百分比為9:1）和板狀（銅、鈰的質(zhì)量百分比為7:3）銅鈰合金。棒狀合金插入上腔壁孔內(nèi)，板狀合金置于下腔底部。此結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)棒狀源極和板

4、狀源極的數(shù)量和分布來調(diào)節(jié)銅、鈰源極濺射量的比例，易于更換銅鈰合金板。陰極工件為兩片不銹鋼板平行懸吊于源極內(nèi)。利用空心陰極效應(yīng)可使工件溫度達(dá)到銅、鈰共滲要求，棒狀源極的尖端放電有效增強了源極元素的供應(yīng)，且該源極結(jié)構(gòu)設(shè)計使源極不會出現(xiàn)明顯高溫變形。（2）研究了工作氣壓、陰極兩板間距、保溫溫度、保溫時間等滲金屬實驗工藝參數(shù)對滲層表面銅、鈰含量、滲層厚度、沉積層厚度的影響。以滲層銅、鈰含量盡量高，滲層盡量厚，沉積層盡量薄為原則，確定了304不銹

5、鋼表面滲銅、鈰雙輝實驗最佳工藝參數(shù)。（二）滲層結(jié)構(gòu)分析及源極銅、鈰含量對滲層影響（1）通過使用硫酸對試樣滲層截面進(jìn)行金相腐蝕，發(fā)現(xiàn)試樣滲層截面出現(xiàn)了白亮層（厚度15~20μm）和滲層暗帶大于65μm。通過EDS分析發(fā)現(xiàn)滲層暗帶為珠光體組織。沿滲層表層向基體方向，銅、鈰元素含量遞減。鈰原子遞減梯度較慢，銅原子遞減梯度較快，鉻向基體表層遷移。（2）進(jìn)行XRD分析，在滲層表面發(fā)現(xiàn)了Cu，CeCrO3，CCuO3，Mn2.17Ni0.7Cu0.