铜作为一种价格较为低廉、易加工且具有优异抗菌性能的金属材料,在医疗器械与公共健康领域具有广泛的应用前景。然而,较低的硬度与较差的耐磨性能成为限制其应用的一大桎梏。因此,在保证良好抗菌性能的前提下,提高铜的表面硬度和耐磨性能对促进其医疗器械等领域的应用具有重要意义。本文分别采用旋转加速喷丸与激光熔覆技术制备具有良好耐磨性能的抗菌铜表层。首先利用旋转加速喷丸技术在纯铜表面制备纳米结构梯度层,实现对铜表面的强化,研究表面纳米化对其耐磨性能和抗菌性能的影响。同时为了进一步研究铜抗菌性的晶粒尺寸效应,采用等径角挤压和化学镀分别制备了超细晶铜和纳米晶铜,研究了它们对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌生长曲线的影响,并与粗晶铜的抗菌性进行了对比。其次,为提高304不锈钢的抗菌性能,促进其在医疗器械和公共卫生等领域的应用,利用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备原位自生Cu/Ti B2复合涂层,对复合涂层的耐磨性和抗菌性能进行了评价。得到的主要研究结果如下:1.利用旋转加速喷丸技术在纯铜表面制备纳米结构梯度层,并研究了不同喷丸时间对试样表面形貌、硬度、摩擦磨损性能以及抗菌性能的影响。研究结果表明,纯铜经过喷丸处理后,试样的硬度与耐磨性显著提高,与此同时,在抗菌实验的前期展现出更为优异的抗菌性能。在喷丸时间为15min的加工条件下,试样表面相较于5min时粗糙度更低,晶粒纳米化程度更高,晶粒尺寸可细化至12nm;与此同时,表面硬度更高,摩擦系数更小同时也更加稳定,几乎没有磨屑的产生,表现出优异的耐磨性能。2.为了进一步研究晶粒尺寸对纯铜抗菌性能的影响,利用等径角挤压技术与化学镀的方法分别制备超细晶以及纳米晶铜试样,并对其进行抗菌性能测试。研究表明,纳米晶试样在实验前期表现出更为优异的抗菌性能,分别在大肠杆菌实验的15min节点与金黄色葡萄球菌实验的60min节点表现出62.4%与81.4%的杀菌率,显著高于超细晶与粗晶试样。3.通过研究激光熔覆参数对304不锈钢表面Cu/Ti B2复合涂层形貌与显微组织结构的影响,获得最优参数。在此基础上,通过调整（Ti+B）在粉末中的占比,对不同成分粉末所得涂层的表面形貌、硬度、摩擦磨损性能以及抗菌性能进行综合对比。研究结果表明,成分为5wt.%（Ti+B）的复合涂层综合性能更为优异。该涂层结构致密,与基体材料结合良好,未发现裂纹、孔洞等加工缺陷。表面硬度达到粗晶铜试样的两倍以上,同时具备更小也更加稳定的摩擦系数,磨痕宽度远小于粗晶铜试样,显示出优良的耐磨性能。其抗菌表现与粗晶铜较为接近,优于304含铜不锈钢。4.为了探究铜离子浓度与菌液浓度在铜抗菌性能中的作用,对不同初始浓度菌悬液条件下多种晶粒尺寸铜试样的抗菌性能以及不同铜离子浓度下大肠杆菌的生长情况进行了研究。研究结果表明,当初始菌悬液浓度较低时,晶粒尺寸对纯铜的抗菌性能影响更为显著。同时,铜离子会抑制大肠杆菌的生长,且其浓度越高,抑制效果越明显。5.通过观察与粗晶铜试样共培养后的细菌形貌与截面组织,对铜的抗菌机理进行了初步探索。研究表明,与铜试样共培养90min后,大肠杆菌菌体普遍呈现中间凹陷的状态,且其内部出现大量空洞;而金黄色葡萄球菌则没有显著的形貌变化,保留了较为完整的细胞结构。