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抗菌不銹鋼機械性測詴分析

第四章 研究結果分析

第二節 抗菌不銹鋼機械性測詴分析

首先探討 Cu 含量的添加對 200 系不銹鋼鑄胚機械強度(抗拉強度、0.2%偏位降伏點、

伸長率測詴)之差異,其實驗結果如圖 4-3 與表 4-2 所示。由實驗結果分析得知,隨著銅 含量的增加將可提升不銹鋼基材的機械性能,當銅含量 3.5%時,其抗拉強度由原始的 628 提升至 652,伸長率由原始的 50.56%提升至 51.96%,達到優良的機械性能。由於銅 為沃斯田鐵穩定元素,會增加不銹鋼之疊差能(Stacking fault energy),而增加伸長量與機 械性質,故於不銹鋼中添加銅可增加其成形性。

表 4-2、不銹鋼材料於機械拉伸詴驗結果分析

材料 YS(MPa) TS(MPa) 伸長率%

200-C 304 628 50.56

200-AB 350 652 51.96

資料來源:本研究

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圖 4-3、Cu 含量的添加對不銹鋼材料機械強度之影響 資料來源:本研究

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第三節 抗菌不銹耐蝕性測詴分析

壹、不銹鋼材料電化學詴驗分析

圖 4-4 為 200-AB 不銹鋼與基材 200-C 不銹鋼經由 1M 鹽酸(HCl)水溶液之電動位極 化曲線。從圖 23 中可以看出,200-AB 不銹鋼的耐點蝕性能有些微降低,不過與基材 200-C 不銹鋼相比差異不大,整體耐蝕性能沒有明顯的下降。

圖 4-4、不銹鋼材料於 1M 鹽酸(HCl)之極化曲線量測結果 資料來源:本研究

會造成耐蝕性些微降低,主要是在不銹鋼中加入過量的 Cu 元素後,經過固溶時效 熱處理,在不銹鋼基體中以及表面鈍化膜中析出了細小的ε-Cu 相。

ε-Cu 銅相賦予不銹鋼良好殺菌特性的同時,對不銹鋼的耐腐蝕也有影響,由於ε -Cu 相與鈍化膜腐蝕電位之間存在差異而形成電偶腐蝕,腐蝕電位較低的ε-Cu 相腐蝕 速率增大,而腐蝕電位較高的鈍化膜腐蝕速率減小,當鈍化膜中的ε-Cu 相因為電偶腐 蝕被溶解後而變得不連續,才導致耐點蝕性能有所降低。

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貳、不銹鋼材料浸泡詴驗分析

圖 4-5 為 200-AB 不銹鋼與基材 200-C 不銹鋼經由 5M 鹽酸(HCl)水溶液浸泡 48 小時 候之腐蝕速率(mmpy)比較。從圖 24 可以發現,200-AB 材料經由浸泡腐蝕 48 小時候,

腐蝕速率由原本 1.61 mmpy 微幅升至 1.81 mmpy,整體差異量非常小,其耐蝕性與原始 材料 200-C 相當。

圖 4-5、不銹鋼材料於 5M 鹽酸中浸泡詴驗後之重量損失 資料來源:本研究

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圖 4-6、水槽位置 1 實際檢測圖

圖 4-7、水槽位置 2 實際檢測圖

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圖 4-8、水槽位置 3 實際檢測圖 資料來源:本研究

圖 4-9、水槽位置 1 隨時間之抗菌檢測分析 資料來源:本研究

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圖 4-10、水槽位置 2 隨時間之抗菌檢測分析

圖 4-11、水槽位置 3 隨時間之抗菌檢測分析 資料來源:本研究

46 3.5wt%時,其抗拉強度由原始的 628MPa 提升至 652MPa,伸長率由原始的 50.56%

提升至 51.96%,具有優良的機械性能。

五、 經由 1M 鹽酸(HCl)水溶液之電動位極化曲線量測得知,200-AB 不銹鋼材料其 Ecorr 與 Icorr 分冸為-0.504V 和 1.44x10-5 A/cm2,與原始不銹鋼(200-C)相比,200-AB 不 銹鋼經時效熱處理後對耐蝕性能沒有明顯的下降。

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