[发明专利]一种含银抗菌铜合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含银抗菌铜合金及其制备方法，属于金属材料技术领域。按重量百分比之和为100%计，所述含银抗菌铜合金中各组分所占重量百分比为：银0.07%‑0.15%，铜99.75%‑99.92%，其它杂质0.01‑0.1%，其是采用真空感应熔炼方法制备而成。本发明含银抗菌铜合金制备工艺简单易行、力学性能和耐腐蚀性能优异，与无氧铜相比具有明显的抗菌性能优势，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果均大于99.9%，效果显著，具备显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种含银抗菌铜合金及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，防菌、抗菌以及抗病毒的卫生安全问题已成为受到当今社会极大关注的问题。由病菌引发的恶性事件的频繁爆发，使开发绿色、高效且低成本的抗菌金属材料已成为当今社会发展的迫切需要。

铜合金被广泛应用于（1）电气化铁路、城市交通；（2）厨房器具、食品加工业；（3）污水和水处理净化处理设施；（4）海洋船舶等领域，对社会发展发挥着重要的作用。若能在不降低其原本优异的综合性能的基础上赋予它优异的抗菌功能，这对促进铜合金的发展和提升材料的附加值具有现实意义。美国仕龙阀门公司的M.默里和M.萨霍发明了白色抗菌铜合金，其合金成分中含有大于60wt%的铜以及各类合金元素：镍、锌、锰、锑、锡、铝、硫、铁、铅等，最终使铜合金呈现出白色光泽并具有抗菌性，但由于其成分中含有较多的金属元素，制备工艺较复杂，对人体有害成分较多。

银自古以来就被发现具有优异的抗菌/抑菌效果，这种抗菌效果可通过多种途径，使得有害细菌或真菌难以形成抗性菌株。含银抗菌金属材料也由于具有低毒、抗菌持久、综合性能好与广谱抗菌性的特点逐渐成为研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含银抗菌铜合金及其制备方法，该含银抗菌铜合金不仅具有比无氧铜更好的力学性能和相当的耐蚀性能，还具有优异的抗菌性能，其抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌率达到99.9%，且其制备工艺简单易行，效果显著。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含银抗菌铜合金，按重量百分比之和为100%计，其各组分所占重量百分比为：银0.07%-0.15%，铜99.75%-99.92%，其它杂质0.01-0.1%；优选地，所述含银抗菌铜合金中各组分的重量百分比为：银0.071%，铜99.84%，其它杂质0.089%；或为：银0.11%，铜99.814%，其它杂质0.076%；或为：银0.14%，铜99.767%，其它杂质0.093%。

所述含银抗菌铜合金是采用真空感应熔炼的方法制备获得；其具体步骤如下：

（1）将原材料铜、银提前清洁、干燥处理，并将原材料铜提前打磨，去除氧化皮；

（2）在中频真空感应熔炼炉内装入纯度≥99.9%的无氧铜，至坩埚高度的八成以下，做到上松下紧，以防出现“架桥”现象；然后在熔炼池中充入纯度≥99.999%的惰性气体，使炉内压力保持在0.75-1 atm，以防止铜合金氧化并减少易挥发元素的挥发损失；

（3）将感应炉功率以1KW每分钟的速率升高至17-18KW，待熔液温度升高到1170-1200℃时，保温5分钟，使铜充分熔融；

（4）重复进行一次步骤（2）中的充气操作，以净化炉内气体环境，排除熔融铜挥发出来的杂质；充气过程控制在3分钟以内，减少挥发损失；

（5）待炉内压力回到0.75-1 atm时，将银以500μm-1200μm的粒径迅速加入到熔融状态的铜基体中，将功率升高为19-20KW，提升熔液搅拌速度，待熔液温度升高到1250-1280℃时，保温3分钟，使银均匀的固溶在铜基体中；