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含铜抗菌金属材料作为功能材料与传统结构材料的结合,具有无毒、美观、耐磨、长效抗菌、易于加工等其它抗菌材料难以比拟的优势,应用前景非常广泛。本文结合国内外对抗菌不锈钢的研究现状,研究开发出多种类型的含铜抗菌不锈钢。通过抗菌性能检测、硬度测试、透射电镜观察、激光共聚焦显微镜观察和扫描电镜观察等手段研究了热处理工艺对Cr13MoCu型马氏体不锈钢抗菌性能的影响,还研究了热处理工艺和铜含量对17-4 PH不锈钢抗菌性能的影响;同时研究了317L-Cu不锈钢的耐蚀性能与抗菌的关系;另外,通过电化学测试、抗菌性能检测研究了317L-Cu不锈钢的耐蚀性和抗菌性;通过热压缩实验研究了317L-Cu不锈钢的热流变行为。此外本文以目前临床应用的CoCrMo、CoCrWNi合金为成分基础,设计和制备出了含铜CoCrMo、CoCrWNi合金,并对其抗菌功能进行了初步探索。主要得出以下结论:(1)2Cr13MoCu不锈钢经1080℃固溶30 min,水冷+500℃时效6 h,空冷;3Cr13MoCu不锈钢经1080℃固溶30 min,水冷+500℃时效10 h,空冷。两种马氏体不锈钢均表现出了非常优异的抗菌性能,在杀灭游离态细菌的同时,还可有效地抑制表面细菌生物膜的形成。(2)17-4PH不锈钢经1040℃固溶30 min,水冷+液氮冷处理30 min,空冷+482℃时效6 h,空冷;或提高铜含量至4.5~5.0 wt.%,并在1040℃固溶30min,水冷+482℃时效6 h,空冷,均能获得良好的抗菌性能和硬度。(3)钝化处理和添加一定量的稀土(镧)均可影响317L-Cu不锈钢的耐点蚀性能。钝化处理后,其耐点蚀性迅速提高,抗菌性能有所下降;添加0.09 wt.%的镧,其耐点蚀性和抗菌性能均有所提高。通过计算确定317L-Cu不锈钢的最佳热加工参数大致为:??0.1,T?950~1010℃,???0.010~0.015 s-1区域;??0.2,T?950~1020℃,???0.010~0.015 s-1区域;??0.3,T?950~1020℃,???0.010~0.020 s-1区域;??0.4,T?950~1020℃,???0.010~0.030 s-1区域;??0.5,T?950~1020℃,???0.010~0.050 s-1区域和T?1030~1090℃,???5~10s-1区域。(4)含铜CoCrMo、CoCrWNi合金具有良好的广谱抗菌性能,对常常引起骨科植入材料感染的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均显示出较强的抗菌活性,且具有良好的抗菌持久性,并可有效地阻止其表面细菌生物膜的形成,降低细菌性感染的发生率。溶血试验表明该合金对人体是生物安全的。