[发明专利]一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金及其制备方法

权利要求书

1.一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述合金组成成分为原子百分比：Zr_aAl_bCo_cAg_d，其中a：50%～55%、b：15%～17.5%、c：22.5%～30%、d：3%～10%，其对金黄色葡萄球菌的抗菌率达74-99%。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述合金Zr_aAl_bCo_cAg_d组成成分的原子百分比为：a：53%、b：16%、c：27.9%、d：3.1%，能够制备非晶合金的临界形成尺寸大于8mm，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达74%以上。

3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述合金Zr_aAl_bCo_cAg_d组成成分的原子百分比为：a：53%、b：16%、c：24.8%、d：6.2%，能够制备非晶合金的临界形成尺寸大于16mm，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达83%以上。

4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述合金Zr_aAl_bCo_cAg_d组成成分的原子百分比为：a：53%、b：16%、c：23.25%、d：7.75%，能够制备非晶合金的临界形成尺寸大于20mm，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达90%以上。

5.根据权利要求1-4任意之一所述的一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述合金具有1990MPa～2000MPa的压缩屈服强度，弹性模量93GPa～94GPa。

6.根据权利要求1-4任意之一所述的一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述合金通过在803～853K下热处理，能够获得含有5～50nm的面心立方（fcc）-Ag的非晶/纳米晶合金，这种非晶/纳米晶合金，对金黄色葡萄球菌的抗菌率达99%以上。

7.根据权利要求1-4任意之一所述的一种具有抗菌作用锆基块体非晶/纳米晶合金，其特征在于：所述锆（Zr）的质量百分比纯度为99.8%；钴（Co）的质量百分比纯度为99.98%；铝（Al）的质量百分比纯度为99.9%；银（Ag）的质量百分比纯度为99.9%。

8.一种具有抗菌作用的锆基块体非晶/纳米晶合金的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤一：按照权利要求1所述配料

按Zr_aAl_bCo_cAg_d的名义成分称取各元素；

步骤二：熔炼制Zr_aAl_bCo_cAg_d母合金

将步骤一称得的所需原料放入真空电弧炉中；

调节真空电弧炉的真空室的真空度2×10^-3Pa～5×10^-3Pa，然后充99.999%高纯氩气使真空室的真空度至0.1×10⁵Pa～0.8×10⁵Pa；

经电弧熔炼120～300s后，断弧形成第一合金锭；

翻转第一合金锭，经电弧熔炼120～300s后，断弧形成第二合金锭；

翻转第二合金锭，经电弧熔炼120～300s后，断弧，随炉冷却，取出，制得母合金；

步骤三：铜模铸造法制备块体非晶合金试样

将步骤二制备得到的母合金放入高频感应炉中；

调节高频感应炉的真空室的真空度2×10^-3Pa～5×10^-3Pa，然后充99.999%高纯氩气使真空室的真空度至0.1×10⁵Pa～0.8×10⁵Pa；在感应温度1200～1500K下熔炼时间1～3min后浇注入铜模中，并随铜模冷却即制得块体非晶合金棒材；

步骤四：晶化热处理制备块体非晶/纳米晶合金试样

将步骤三制备得到的非晶合金放入真空热处理炉中；

然后将非晶合金在803～853K下热处理5～10min，随炉冷却即制得块体非晶/纳米晶合金试样。