提高耐磨板抗菌性能的有效措施

  耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)板(ban)(ban)是(shi)(shi)一(yi)種低碳合(he)金耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)鋼板(ban)(ban),具(ju)(ju)有良好的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)性能(neng)和加工(gong)性能(neng),廣泛用(yong)于工(gong)程機械、耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)配件、刮(gua)板(ban)(ban)、溜槽等生(sheng)(sheng)產和生(sheng)(sheng)活中(zhong)的(de)(de)行(xing)業(ye)。這類耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)板(ban)(ban)由于基(ji)(ji)體(ti)中(zhong)的(de)(de)銅(tong)析(xi)(xi)出(chu)相(ε-Cu)而具(ju)(ju)有抗菌(jun)性能(neng),是(shi)(shi)一(yi)種新(xin)型(xing)生(sheng)(sheng)物功能(neng)材(cai)料。但(dan)是(shi)(shi)常(chang)規熱處理(li)后耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)板(ban)(ban)盡管析(xi)(xi)出(chu)一(yi)定數(shu)量(liang)的(de)(de)富Cu相,但(dan)是(shi)(shi)因(yin)體(ti)積分(fen)數(shu)較(jiao)小而難以(yi)釋放(fang)出(chu)殺菌(jun)所需的(de)(de)銅(tong)離(li)子濃度;而常(chang)用(yong)的(de)(de)高溫(wen)長(chang)時間時效處理(li)雖然能(neng)滿足(zu)抗菌(jun)性能(neng)的(de)(de)需要,但(dan)是(shi)(shi)高溫(wen)時效易使析(xi)(xi)出(chu)相過快長(chang)大(da)而導致(zhi)其(qi)釘(ding)扎位錯(cuo)的(de)(de)作(zuo)用(yong)減弱,同(tong)時,在基(ji)(ji)體(ti)中(zhong)還容易形成一(yi)定數(shu)量(liang)的(de)(de)逆轉變奧(ao)氏體(ti),導致(zhi)強(qiang)度的(de)(de)降低,降低了馬氏體(ti)耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)(mo)板(ban)(ban)高強(qiang)度高硬(ying)度的(de)(de)實際使用(yong)價值。

  最近,科研人員研究了熱處理工藝對耐磨板抗菌性(xing)能的影響,提(ti)出(chu)了提(ti)高(gao)耐磨板抗菌性(xing)能的有效(xiao)(xiao)措施(shi)。他們將耐磨板在1040℃固溶(rong)處理(li)后再(zai)在不同溫度(du)下進行不同的時效(xiao)(xiao)處理(li),研究大(da)腸桿菌的殺菌率隨時效(xiao)(xiao)條件(jian)的變化。

  研(yan)究(jiu)表明(ming),在(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)4 h條(tiao)件(jian)下,隨(sui)(sui)著時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)處理溫度(du)(du)(du)的(de)(de)升高(gao)(gao),耐(nai)磨板對大(da)(da)腸(chang)桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)的(de)(de)殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)率逐漸增(zeng)加(jia)。時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)為600℃時(shi)(shi)(shi)(shi),殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)率達(da)到(dao)最大(da)(da),此(ci)后溫度(du)(du)(du)繼續升高(gao)(gao),抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)保持不(bu)變。同樣, 隨(sui)(sui)著時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)延長(chang),耐(nai)磨板對大(da)(da)腸(chang)桿菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)的(de)(de)殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)率也隨(sui)(sui)之提(ti)高(gao)(gao),482℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)6 h以(yi)及552℃時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)4 h以(yi)上的(de)(de)殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)率均(jun)超(chao)過90%,表現出(chu)(chu)優異的(de)(de)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。研(yan)究(jiu)證明(ming),ε-Cu 相的(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)量和形態對耐(nai)磨板抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)具有重(zhong)要影響,析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)相的(de)(de)體積(ji)分數越大(da)(da)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)越好,且尺(chi)寸(cun)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)長(chang)棒狀(zhuang)ε-Cu相比尺(chi)寸(cun)較(jiao)小的(de)(de)短棒狀(zhuang)或(huo)者球狀(zhuang)ε-Cu相的(de)(de)抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)更為優異。隨(sui)(sui)著時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)程度(du)(du)(du)的(de)(de)加(jia)深,鋼中距(ju)離較(jiao)近的(de)(de)析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)相逐漸合并(bing),析(xi)(xi)(xi)出(chu)(chu)相不(bu)斷長(chang)大(da)(da)粗化,體積(ji)變大(da)(da),抗(kang)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)隨(sui)(sui)之增(zeng)強。但(dan)是,提(ti)高(gao)(gao)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)或(huo)增(zeng)加(jia)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian),雖然使(shi)耐(nai)磨板的(de)(de)殺(sha)菌(jun)(jun)(jun)(jun)(jun)率增(zeng)加(jia),但(dan)是都會(hui)降低其(qi)硬(ying)度(du)(du)(du),尤(you)其(qi)是提(ti)高(gao)(gao)時(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)溫度(du)(du)(du)會(hui)明(ming)顯降低硬(ying)度(du)(du)(du)。

  實驗發現,樣品在固溶(rong)處理(li)后接著進行液氮(dan)溫度下的(de)冷(leng)處理(li),可以(yi)有效提(ti)(ti)高耐磨板(ban)其抗菌性能(neng),在溫度較(jiao)低和時效時間(jian)較(jiao)短(duan)時的(de)效果尤(you)為明(ming)顯。這是因為冷(leng)處理(li)后馬(ma)(ma)氏體相變(bian)耐磨板(ban)中的(de)位(wei)錯密度明(ming)顯增加(jia),過飽和空位(wei)和位(wei)錯促(cu)進了(le)Cu元素的(de)擴散,在位(wei)錯應力場的(de)作用下Cu原子趨于聚集在位(wei)錯處,因此促(cu)進了(le)富Cu相的(de)析出, 從(cong)而有效地提(ti)(ti)高耐磨板(ban)的(de)抗菌性能(neng)。另一方面,冷(leng)處理(li)后晶格發生畸(ji)變(bian),畸(ji)變(bian)后的(de)馬(ma)(ma)氏體組織更加(jia)細(xi)小,從(cong)而使強度提(ti)(ti)高。

  綜合(he)起(qi)來看,耐磨板(ban)(ban)經過液氮(dan)處(chu)(chu)(chu)理(li)+482℃時效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)4 h后硬度(du)最高,但(dan)抗菌性(xing)能不夠理(li)想; 而在(zai)552℃及(ji)以上溫度(du)進行(xing)時效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)時盡管具(ju)有(you)較佳(jia)的(de)抗菌性(xing)能,但(dan)硬度(du)較低; 液氮(dan)冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)+482℃時效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)6 h后不僅具(ju)有(you)優異的(de)抗菌性(xing)能, 且保持(chi)著較高的(de)硬度(du)。由此(ci)可以確定(ding),耐磨板(ban)(ban)的(de)最佳(jia)抗菌熱處(chu)(chu)(chu)理(li)工藝為1040℃固溶(rong)處(chu)(chu)(chu)理(li)/0.5 h +液氮(dan)冷(leng)處(chu)(chu)(chu)理(li)/0.5 h + 482℃時效(xiao)(xiao)處(chu)(chu)(chu)理(li)/6 h。