在不銹鋼表面制備納米銀時(shí)的基本設(shè)計(jì)思路就是使納米銀能夠穩(wěn)定、均勻、長(zhǎng)期的存在，由于納米銀與不銹鋼結(jié)合力差難以單獨(dú)在不銹鋼表面穩(wěn)定存在，這就需要通過載體將納米銀固定在不銹鋼表面，根據(jù)前人的研究載體通常是孔洞、無機(jī)涂層等，結(jié)合納米銀的制備方法和抗菌不銹鋼的制備方法，發(fā)現(xiàn)可采用電化學(xué)法和溶膠凝膠法在不銹鋼表面負(fù)載納米銀。

（1）電沉積法

傳統(tǒng)的電沉積法制備納米銀是直接將銀在陰極沉積，然后對(duì)陰極的金屬粉末進(jìn)行剝離，制得的粉末具有純度高、比表面積大、粉末粒度可控、生產(chǎn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，該方法已廣泛用于制備納米銀粉末。但這種方法只能用于制備粉末，無法將納米銀直接穩(wěn)定的制備在不銹鋼表面。

本文選擇的納米銀制備方法是利用脈沖電沉積技術(shù)在不銹鋼表面制備納米級(jí)銀顆粒，脈沖電沉積技術(shù)最常用于制備納米晶鎳鍍層，也可用于制備納米銀，脈沖電沉積法具有降低濃度極化、減少添加劑的需要、提高鍍層質(zhì)量、提高抗變色能力等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于脈沖電沉積制備納米銀的研究，最早的有Fukumoto等人從銀氰絡(luò)合物中研究了周期反向脈沖電鍍銀技術(shù)，獲得了結(jié)晶細(xì)致的銀鍍層，并對(duì)電流密度、占空比等因素進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)電流密度為1A/dm2可得到平滑的銀鍍層。MariaS等人采用循環(huán)伏安法，用氬氣脫氣的NaNO3的乙醇飽和溶液中進(jìn)行銀極化，獲得了一種簡(jiǎn)單快速制備納米銀的方法。張柏林等人用脈沖電化學(xué)法在生物醫(yī)用鈦表面制備出納米HA/Ag復(fù)合涂層，制備出的涂層抗菌率達(dá)到99.9%且具有較好的細(xì)胞相容性。

查閱文獻(xiàn)尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于脈沖電沉積直接在不銹鋼表面制備納米銀的研究，主要原因是不銹鋼表面存在致密的氧化膜，銀難以在表面穩(wěn)定存在，在不銹鋼表面電沉積銀需要進(jìn)行先去除氧化膜和預(yù)鍍中間鍍層等復(fù)雜操作，因此前人使用電化學(xué)法制備抗菌不銹鋼時(shí)通常是先在不銹鋼表面陽(yáng)極氧化出多孔膜層，再將抗菌元素沉積在多孔膜層中，該方法制備的抗菌不銹鋼工藝復(fù)雜、成本高。

當(dāng)將制備納米銀使用的脈沖電沉積技術(shù)與制備抗菌不銹鋼相結(jié)合時(shí)，可以考慮采用周期反向的脈沖電流，在適當(dāng)?shù)拿}沖電流條件下，使不銹鋼做陽(yáng)極時(shí)表面處于氧化狀態(tài)，晶界處因?yàn)槟芰扛叨�處于活化溶解狀態(tài)，不銹鋼做陰極時(shí)將納米銀沉積在腐蝕后晶界內(nèi)。不銹鋼在周期反向的脈沖電流作用下處于陰陽(yáng)極會(huì)發(fā)生不同的變化，不銹鋼處于陽(yáng)極時(shí)，不銹鋼作為反應(yīng)物在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，金屬的陽(yáng)極過程由于受到溶液成分等因素的影響比金屬的陰極過程要復(fù)雜，可以出現(xiàn)陽(yáng)極溶解和鈍化兩種狀態(tài)。

對(duì)于金屬而言，由于晶界能量較高，原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)，以及晶界富集雜質(zhì)原子的緣故，與晶內(nèi)相比，晶界的腐蝕速度一般較快，因此當(dāng)金屬處于陽(yáng)極活化區(qū)時(shí)晶界會(huì)最先溶解。

不銹鋼處于陰極時(shí)，金屬沉積的過程一般由以下幾個(gè)單元步驟串聯(lián)組成：（1）液相傳質(zhì)：溶液中的反應(yīng)粒子向電極表面遷移。（2）前置轉(zhuǎn)化：反應(yīng)粒子遷移到電極表面的發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，水化離子水化程度降低和重排。（3）電荷傳遞：反應(yīng)粒子獲得電子，還原為吸附態(tài)金屬原子。（4）電結(jié)晶：新生成的吸附態(tài)原子沿著電極表面擴(kuò)散到適當(dāng)?shù)纳�長(zhǎng)點(diǎn)沿金屬的晶格開始生長(zhǎng)，或者與其他的吸附原子聚集成核并長(zhǎng)大從而形成晶體。

根據(jù)上述理論，本文的研究考慮將不銹鋼的晶界作為載體，采用脈沖電沉積法使不銹鋼作為陽(yáng)極時(shí)表面處于鈍化狀態(tài)或表面氧化膜不會(huì)破壞的狀態(tài)，只有晶界處于活性狀態(tài)腐蝕溶解出溝槽，不銹鋼做陰極時(shí)晶界腐蝕后的溝槽作為納米銀沉積的載體。

（2）溶膠凝膠法

溶膠凝膠法的基本原理是將易于水解的金屬化合物在某種溶劑中與水發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過水解與縮聚過程逐漸膠化，再經(jīng)過干燥和燒結(jié)得到所需的材料。

用溶膠凝膠法制備的SiO2膜層具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，與不銹鋼基地有較好的結(jié)合力，且薄膜結(jié)構(gòu)較疏松存在一定的孔洞，便于進(jìn)行摻雜改性，Ag/SiO2抗菌涂層常應(yīng)用于抗菌玻璃、抗菌陶瓷。JeonHJ等人采用溶膠凝膠法制備了Ag/SiO2抗菌涂層，研究了Ag/SiO2溶膠配制工藝以及熱處理溫度對(duì)涂層微觀形貌的影響，并對(duì)制備的抗菌不銹鋼的抗菌性能進(jìn)行了測(cè)試，抗菌率達(dá)到99.9%。王銘采用溶膠凝膠浸涂法在不銹鋼表面制備了Ag/SiO2抗菌涂層，研究了不同Ag/SiO2質(zhì)量百分比的涂層的抗菌性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Ag/SiO2質(zhì)量百分比達(dá)到8%時(shí)抗菌率達(dá)到99.9%。SolmzBahang采用溶膠凝膠法制備了納米銀二氧化硅復(fù)合涂層，對(duì)不同熱處理溫度納米銀的大小和分布進(jìn)行了研究。關(guān)于Ag/SiO2抗菌涂層在不銹鋼表面的應(yīng)用研究仍較少，因此本文通過制備Ag/SiO2溶膠體系，經(jīng)過陳化聚合后涂覆在不銹鋼表面，經(jīng)過熱處理煅燒后，在表面形成SiO2薄膜，納米銀負(fù)載在SiO2薄膜上達(dá)到了在不銹鋼表面穩(wěn)定存在的目的，從而賦予不銹鋼優(yōu)良的抗菌性能。