添加銅、銀之200系不鏽鋼之抗菌應用暨合金設計

Designing Cu and Ag bearing 200 series stainless steels for antibacterial applications

吳懷望

指導教授 ： 葉安洲

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2014年)

摘要

先進的 200 系列不鏽鋼的合金設計以添加銅銀為主，其目的為增加抗菌性質
來提升 200 系不鏽鋼的競爭力。因為兩者添加的銅和銀在以鐵為主的基底相中的溶解度很低，而會在基底析出富銅和富銀相的微觀結構，此兩相具有顯著的抗菌能力; 富銅+富銀相的總面積比及富銅/富銀的比例可以通過時效熱處理來控制。
令人感興趣的是，用較高的銅/銀組成比，於設計的數組合金中，其中一組銅銀比已經顯示出富銅和富銀相共同組成的共析出物，而非是單獨析出的富銅和富銀相; 而且在這個類的合金中，此種共析出物是首次被發現。由於富銀相的固溶溫度比富銅相來的高，故此富銅相的分佈情形可以通過富銀相的析出成核成長的位置來控制。所以我們的研究會以該合金的共析出機制、共析出的微觀結構與不同溫度下的變化情形為主要焦點;敝研究的實驗包括: 熱處理的研究、腐蝕試驗、抗菌的評測。研究結果表明，經此設計後的合金性能相較於商業合金具有相當的耐蝕性和抗菌性能。

關鍵字

合金設計 ； 不鏽鋼 ； 共析出相 ； 銀 ； 銅

參考文獻

1. Hong, I.T. and C.H. Koo, Antibacterial properties, corrosion resistance and mechanical properties of Cu-modified SUS 304 stainless steel. Materials Science and Engineering a-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 2005. 393(1-2): p. 213-222.

2. Ujiro, T., et al., Effect of alloying Cu on the corrosion resistance of stainless steels in chloride media. Corrosion Science, 2001. 43(11): p. 2185-2200.

3. Chiang, W.-C., et al., Influence of silver additions to type 316 stainless steels on bacterial inhibition,mechanical properties, and corrosion resistance. Materials Chemistry and Physics, 2010. 119: p. 123-130.

4. Junping, Y. and L. Wei, Antibacterial 316L Stainless Steel Containing Silver and Niobium. Rare Metal Materials and Engineering, 2013. 42(10): p. 2004-2008.

5. Chen, R.S., et al., A preliminary study on antibacterial mechanisms of silver ions implanted stainless steel. Vacuum, 2013. 89: p. 249-253.