CN103484798A - 非晶态合金作为抗菌功能材料的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非晶态合金作为抗菌功能材料的应用，属于非晶态材料及抗菌材料领域。具体是将非晶态合金作为具有抑菌、抗菌和灭菌作用的新型功能材料的应用。该非晶态合金的成分中含有Cu元素或者Ag元素一种或者两种，从而使得非晶态合金具有抑菌、抗菌和灭菌功能。本发明所涉及的非晶态合金具有独特的广谱抗菌性能，丰富并发展了非晶态合金的功能，拓展其应用范围，可广泛应用于电子、医疗卫生、厨房洁具、交通运输等领域中需要抗菌材料的部件。

Description

非晶态合金作为抗菌功能材料的应用

技术领域

本发明涉及非晶态材料及抗菌材料技术领域，具体涉及一种非晶态合金作为抗菌功能材料的应用。该非晶态合金具有独特的广谱抗菌性能，可广泛应用于电子、医疗卫生、厨房洁具、交通运输等领域中需要抗菌材料的部件。

背景技术

非晶态合金是指在原子尺度上结构无序的一种材料，不具有任何的长程有序结构，但具有短程有序和中程有序，完全不同于传统的晶体材料，因而表现出各种优异的力学、物理化学性能，例如高强度、高弹性、高断裂韧性、高比强度、超塑性、高耐蚀性、突出的磁特性、优良的成型性等诸多晶态合金所不具备的优异性能，使得非晶态合金与其复合材料作为结构材料和功能材料都受到研究者们很大的关注，从而越来越被广泛的应用在航空、航天以及民用领域，非晶态合金相继被成功应用于制备高性能的体育产品、具有良好生物相容性和性能的生物医用植入器械（件）、变压器铁芯、水处理和苛刻使役条件下的耐磨涂层等等。

目前，非晶态合金应用最为成功的性能是其突出的软磁特性，这方面取得了惊人的进步和极大的效益。以非晶态合金作为磁性部件的小型发动机以及变压器在商业上已经取得初步的成功。Zr基非晶态合金所具有的高弹性，使得其被作为结构件成功应用到了高尔夫球杆的顶端，网球拍等体育用品。Ti基、Zr基和Mg基非晶态合金具有的良好的生物相容性和可降解性，被应用于制备齿根、关节以及医疗器械。具有优异耐磨和耐蚀性能的非晶涂层材料被成功应用于航空、航海、采矿和石油开采等领域。这些成功的应用极大的促进了非晶态材料的发展，因而发掘非晶态合金的性能和应用潜力对于非晶态材料的发展具有极大的推动作用和实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供非晶态合金作为具有抑菌、抗菌和灭菌作用的新型功能材料的应用，挖掘出非晶态合金所具有的一种全新性能——抗菌性，拓宽非晶态合金作为功能材料的应用范围，极大地推动非晶态合金发展及应用，也进一步丰富抗菌材料的种类。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种非晶态合金作为抗菌功能材料的应用，是将非晶态合金作为抗菌功能材料，所述非晶态合金的合金成分中含有Cu元素和Ag元素中的一种或两种，按原子百分含量计，Cu+Ag＝1×10^-8～80%。

本发明中非晶态合金成分含有Cu元素和Ag元素中的一种或者两种，是该非晶态合金的重要组成元素，是保证非晶态合金具有抑菌、抗菌和灭菌作用的必要条件。所述非晶态合金可广泛应用于电子、医疗卫生、厨房洁具或交通运输等领域中需要抗菌材料的部件。

本发明中非晶态合金的制备方法，在氩气保护下通过电弧熔炼的方法制备母合金锭，为了保证合金锭的成分均匀，合金锭翻炼至少四次。在高真空条件下或者惰性气体保护下，通过真空感应喷铸设备，将母合金锭重融后获得不同形状和尺寸的非晶态合金。

本发明的优点如下：

1、本发明将非晶态合金用作抗菌材料，开拓了非晶态合金的新型用途，对于非晶态材料的发展具有极大的推动作用。

2、本发明中抗菌材料为非晶态合金，因而除了抗菌、灭菌等功能外，还具有良好的力学性能如高强度和良好的耐磨性。

3、本发明中非晶态合金抗菌材料，集成了非晶态合金和抗菌材料各自的优异性能，性能之间相互补充，使得该材料具有更加广泛的用途。

4、本发明中的非晶态合金抗菌材料，相较于传统的无机抗菌材料，具有杀菌性能优异、工艺简单、成型性好、制造成本低廉等优势。

附图说明：

图1为铜模浇铸法制备尺寸为2×20×50mm非晶态合金板材的X-射线图谱。

图2为实施例1非晶态合金杀灭大肠杆菌的效果照片。

图3为实施例2非晶态合金杀灭大肠杆菌的效果照片。

图4为实施例3非晶态合金杀灭大肠杆菌的效果照片。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明。以下实施例中非晶态合金抗菌性能的检测方法，采用覆膜法（参照JIS Z2801-2000）分析非晶态合金对常见大肠杆菌ATCC25922作用后的杀菌率，菌液浓度为4.2×10⁵cfu/ml。

实施例1

本实施例所采用的原料均为高纯度（>99.9%）的纯金属，在氩气保护下通过电弧熔炼的方法制备母合金锭，为了保证合金锭的成分均匀，合金锭翻炼至少四次。合金的具体成分为（原子百分比）：53.5%Zr，26.5%Cu，5%Ni，12%Al，3%Ag。

在高真空条件下，通过真空喷铸设备，将母合金锭重融后用氩气吹入尺寸为2mm（厚）×20mm（宽）×50mm（长）的Cu模具中。

如图1中XRD结果所示，尺寸为2mm（厚）×20mm（宽）×50mm（长）的合金板材的结构为纯非晶结构。

图2为Zr_53.5Cu_26.5Ni₅Al₁₂Ag₃合金杀灭大肠杆菌的效果照片，结果表明该非晶态合金对大肠杆菌的杀菌率≥99.9％。

实施例2

与实施例1不同的是，合金的具体成分为（原子百分比）：46%Zr，39.7%Cu，7%Al，7.8%Ag。

该非晶态合金对大肠杆菌的杀菌率≥99.9％，如图3所示。

实施例3

与实施例1不同的是，合金的具体成分为（原子百分比）：48%Zr，45%Cu，7%Al。

该非晶态合金对大肠杆菌的杀菌率≥99.9％，如图4所示。

实施例4

与实施例1不同的是，合金的具体成分为（原子百分比）：38-40at.%Mg，10-12at.%稀土，其余为银。

该非晶态合金对大肠杆菌的杀菌率≥99.9％。

Claims (3)

1.一种非晶态合金作为抗菌功能材料的应用，其特征在于：将非晶态合金作为抗菌功能材料。

2.根据权利要求1所述的非晶态合金作为抗菌功能材料的应用，其特征在于：所述非晶态合金的合金成分中含有Cu元素和Ag元素中的一种或两种，按原子百分含量计，Cu+Ag＝1×10^-8～80%。

3.根据权利要求2所述的非晶态合金作为抗菌功能材料的应用，其特征在于：所述非晶态合金应用于电子、医疗卫生、厨房洁具或交通运输领域中需要抗菌材料的部件。

Images