[发明专利]一种复合抗菌铝合金及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料学与医学微生物学的交叉领域，具体涉及铝合金以及通过在铝合金中加入银、铜、稀土以及特定的抗菌合金元素，使铝合金基体中均匀弥散分布着纳米级析出的复合抗菌相，从而使得铝合金具有良好的复合抗菌性能和机械性能，具体还涉及到复合抗菌铝合金的制造技术和方法。

背景技术

铝合金在经历了近百年发展后，各类铝合金产品已越来越受到人们的欢迎。因此，铝合金材料本身具有抗菌功能的抗菌铝合金应运而生，复合抗菌铝合金可广泛应用于医疗器械、电子产品、家电产品、制药设备、化妆品制造设备、食品加工、装饰材料、医院等公共场所、航空航天等行业。

众所周知，铜、银以及稀土等元素有很强的杀菌作用。

复合材料是指两种或两种以上具有不同物理/化学性能的材料，以微观、细观或宏观等不同的结构尺度与层次，经过复杂的空间组合而形成的一个材料系统。

银离子和含银化合物可以杀死或者抑制细菌、病毒、藻类和真菌，因为它有对抗疾病的效果，所以又被称为亲生物金属。

稀土元素具有很好的药理作用已经成为学术界众所周知的共识。如稀土具有很好的抗菌作用、具有对烧伤后的免疫调节作用、抗凝血及抗动脉硬化作用、抗炎作用、癌瘤的诊断和抗癌作用、镇痛作用等等。

在铝合金中通过加入适量的铜、银、稀土等复合抗菌合金元素，并经过特殊的抗菌处理，可使复合抗菌铝合金基体中均匀弥散分布着颗粒状纳米级析出的复合抗菌相，从而使得铝合金具有良好的复合抗菌性能。实验结果表明，铜、银、稀土以及复合抗菌元素的加入可以使铝合金晶粒细化。

复合抗菌铝合金的抗菌原理为：均匀弥散分布的纳米级析出的颗粒状复合抗菌相从金属表面层析出后，与细菌接触，通过与细胞的作用损伤细胞膜，使细菌的蛋白质凝固或损伤其DNA、破坏细菌细胞的正常组织和繁衍的平衡，达到阻止细菌生长繁殖或消灭细菌的目的。

当前，奥氏体抗菌不锈钢、铁素体抗菌不锈钢以及马氏体抗菌不锈钢生产技术已趋于成熟。奥氏体抗菌不锈钢、铁素体抗菌不锈钢以及马氏体抗菌不锈钢均通过在不锈钢的生产过程中添加铜或银等抗菌合金元素，并对其进行抗菌处理，由此达到了抗菌的功效，且正逐渐为人们所接受。浙江华仁科技有限公司通过在马氏体高碳不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢中添加复合抗菌合金元素，并经特殊的工艺处理，使得不锈钢具有很好的抗菌性能，其抗菌率均达到99﹪以上。如：JPA平8-104952以及JPA平9-170053、JP99800249.6均提出将铜或银直接加入到不锈钢中，经过抗菌处理，最终达到持久、良好的抗菌效果；中国专利公开公报CN1498981公开的含铜铁素体抗菌不锈钢中就通过添加0.4～2.2重量％的铜并使其基体中均匀弥散分布着纳米级析出的抗菌相ε-Cu，从而赋予了铁素体不锈钢良好的抗菌性能。CN201110083730公开的马氏体抗菌不锈钢通过在不锈钢基体中添加0.65﹪～4.6重量﹪的铜并使得不锈钢基体中均匀弥散分布着纳米级析出的抗菌相最终获得抗菌性能良好的马氏体抗菌不锈钢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合抗菌铝合金。该复合抗菌铝合金基体中均匀弥散分布着纳米级析出的复合抗菌相，从而使得铝合金具有很强的复合抗菌性能以及具有良好的机械性能。经与铝箔生产企业合作，将其置于铝箔轧制设备上进行冷轧，非但没有出现裂纹等现象，各项机械性能与纯铝相似，轧制厚度竟然可以达到纯铝的标准要求。

本发明一种复合抗菌铝合金，其特征在于：所述复合抗菌铝合金的化学成分为由A+B组成；其中，A为普通铝合金的基体合金材料，B为复合抗菌铝合金所用的抗菌合金元素，且B由下列元素构成：Mg：0.1～5.0重量％，Si：0.2～1.0重量％，Cu：0.01～3.0重量％，Ag：0.001～1.0重量％，Mn：0.03～1.5重量％，Zn：0.01～5.0重量％，RE：0.01～1.0重量％，Ti＜0.15重量％，Zr＜0.5重量％，Cr＜0.4重量％，V≤0.2重量％，Sr＜0.1重量％，Sc＜0.5重量％，Pb＜0.1重量％，Sn＜0.1重量％，Bi＜0.1重量％。

RE为稀土元素，是以Ce(铈)为主要原料，并配以La、Pr等镧系元素中的一种或一种以上的混合物。