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材料的微小变形、损伤以及缺陷所导致材料的失效行为,引起了国内外学者对其微尺度的力学行为的关注。由于纳米压入/划入测试具备较高的载荷和位移分辨率,而发展成材料在微尺度的力学性能测试的主流技术。在力学、材料科学、半导体技术、薄膜以及生物医学工程等多个领域展现出重要的科学意义。目前,赋予不锈钢抗菌性能是抗菌材料研究的热点,吸引着科研工作者的研究兴趣。通过在不锈钢表面制备抗菌薄膜的方法来提高其抗菌能力,兼具经济性和实用性。虽然通过在不锈钢表面制备抗菌薄膜的方法能够呈现出较好的抗菌效果,但是仍然存在以下几点问题:(1)对于具备足够厚度并且薄膜和基体之间的结合性能优秀的抗菌薄膜,一般需要经过较高的温度处理,致使基体容易产生变形,针对形状复杂的试件加工存在困难。(2)厚度薄的抗菌薄膜容易发生磨损、开裂、脱落等失效行为,这容易使其抗菌能力减弱甚至丧失。因此,在满足不锈钢抗菌能力的条件下,针对薄膜易发生失效的问题,需要对不锈钢抗菌薄膜的微纳米力学性能进行研究,这对不锈钢使用范围的拓宽和使用寿命的延长都非常重要。基于不锈钢表面两种典型性薄膜的特点,本文的主要工作内容和结果如下:1.使用等离子合金化技术在不锈钢表面制备渗铜薄膜,渗铜薄膜表面平整,厚度均匀。渗铜膜层是由扩散层和沉积层组成,扩散层中的铜呈梯度变化,增强了膜层与基体的结合强度。由纳米压入实验得到渗铜薄膜与基体材料的载荷、硬度和杨氏模量随着压入深度变化的实验数据。对纳米压入过程中实验数据表现出的尺寸效应进行分析。结果表明在表面方向和横截面方向,渗铜薄膜硬度和杨氏模量均表现出较好的性能,有效数据表明渗铜薄膜的力学性能与常规块体铜接近。渗铜薄膜硬度,杨氏模量抵抗载荷的能力低于304不锈钢基体。采用划痕仪对渗铜薄膜与不锈钢基体的结合力进行测试,结果表明渗铜薄膜与基体结合能力较好。2.通过阳极氧化法和电化学沉积复合处理技术在不锈钢的表面原位生成纳米多孔铜薄膜。系统研究了阳极氧化的工艺条件对纳米孔形貌的影响。不锈钢表面原位生成的纳米孔结构规则,大小均匀,呈正六边形。在不锈钢纳米孔上电沉积纳米多孔铜薄膜。结果表明所制备的纳米多孔铜薄膜覆盖不锈钢基体,分布较均匀。采用纳米压入法对多孔铜薄膜的力学性能进行检测。结果表明不锈钢多孔铜薄膜的载荷峰值,硬度和杨氏模量低于不锈钢渗铜薄膜。使用划痕仪测试不锈钢纳米多孔铜薄膜的结合强度。结果表明不锈钢表面沉积的纳米多孔铜薄膜与基体结合能力较等离子合金化技术制备的渗铜薄膜的差。3.对不锈钢表面原位生成纳米多孔铜薄膜的抗菌能力进行测试,对比分析了两种典型性抗菌薄膜的微结构,力学性能和抗菌性能。结果表明,纳米多孔铜薄膜在较短时间内便可表现出优良的抗菌效果。与等离子合金化技术渗铜薄膜的抗菌性接近。与较为致密均匀的渗铜薄膜相比,纳米多孔的结构导致纳米多孔铜薄膜抵抗载荷能力较差,硬度、杨氏模量的数值较低,容易发生破裂而造成薄膜抗菌能力减弱。结合力学性能特点表明:多孔铜薄膜适用于温和的环境中。