鋁表面抗菌功能膜的制備及組織性能研究.pdf

1、Preparation，Micro—StructureandPerformanceofAntibacterialFilmonAluminumSurfaceAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYSHAOYiSupervisedbyProfXUEFengSchoolofMaterialsScienceandEnginee

2、ringSoutheastUniversityMarch2016摘要鋁表面抗菌功能膜的制備及組織性能研究摘要近年來(lái)，隨著病毒、禽流感等的發(fā)生，人們對(duì)生存環(huán)境越來(lái)越重視?？咕牧峡梢杂行б种萍?xì)菌和病毒傳播，越來(lái)越受到研究者和大眾關(guān)注，其安全可靠的制備方法也成為目前研發(fā)重點(diǎn)。與常規(guī)的先通過直流陽(yáng)極氧化制備氧化膜層，而后通以交流電沉積抗菌離子的兩步法鋁材抗菌表面的制備工藝不同，本文采用一步交流氧化法直接制備抗菌功能膜。該方法操作步驟簡(jiǎn)單、生產(chǎn)

3、效率高、能耗小、成本較低，更適合工業(yè)化生產(chǎn)。本文以純鋁片為研究對(duì)象，首先通過試驗(yàn)確定了交流法制備抗菌功能鋁片的工藝參數(shù)范圍，并通過抗菌性測(cè)試結(jié)果制定了3mm厚度鋁片抗菌表面處理優(yōu)化工藝。隨后通過掃描電子顯微鏡、GENESIS60S能譜儀、X射線衍射儀、抗菌實(shí)驗(yàn)、點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)等不同的測(cè)試方法，分別研究了不同參數(shù)對(duì)膜層顏色、表面形貌、膜層厚度、膜層成分以及抗菌性、耐蝕性、硬度等性能的影響，并結(jié)合XRD、XPS、EDS測(cè)試分析了膜層成分，探索其形

4、成機(jī)理。研究結(jié)果表明：只考慮鋁表面抗菌性，結(jié)合生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本等因素，制備厚度3rnm、抗菌率為999％的氧化功能鋁片的較優(yōu)工藝為氧化時(shí)間4min，電流密度8A／dm2，電解液中AgN03濃度169／1。在選定的參數(shù)范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)隨著氧化時(shí)間、電流密度、硝酸銀濃度、鋁片厚度的增加，膜層的抗菌率不斷增加，直到增加到999％。當(dāng)氧化時(shí)間從2min增加到4min時(shí)，膜層的表面形貌變的更均勻致密，膜層增厚，膜層中Ag含量大量增加，膜層顏色加深，

5、抗菌率、硬度和耐蝕性均提高；當(dāng)氧化時(shí)間繼續(xù)增加至6min時(shí)，膜層的致密度和均勻性有所下降，膜層厚度和Ag含量都有少許增加，其表面色澤加深，膜層抗菌率保持999％，膜層硬度降低，耐蝕性提高。當(dāng)電流密度從6A／dm2增加到8A／d瑚2時(shí)，膜層顏色加深，其表面形貌更均勻致密，膜層厚度和Ag含量大量增加，抗菌率增至999％，膜層的硬度、耐蝕性提高；當(dāng)電流密度繼續(xù)增加至10A／dm2，表面色澤加深，膜層的致密度和均勻性有所下降，膜層厚度和Ag含量

6、都有少量增加，膜層的硬度和耐蝕性降低，膜層抗菌率依然保持999％。電解液中AgN03濃度對(duì)膜層的表面形貌和膜層厚度均無(wú)明顯影響，故在不同AgN03濃度下制備的鋁片的硬度和耐蝕性都基本無(wú)變化。而其濃度的變化會(huì)使膜層中的Ag含量產(chǎn)生較大變化，對(duì)膜層的色澤和抗菌率也有較大的影響。隨著鋁片基體厚度的增加，膜層的致密度和均勻性逐漸變佳，膜層厚度、Ag含量也不斷增加。故導(dǎo)致膜層的顏色不斷加深、抗菌性、耐蝕性、硬度值不斷增加。膜層的形成過程分為兩步，