[发明专利]一种抗菌抑菌的合金型材及其制备方法和应用

说明书

本发明制备了一种抗菌抑菌的合金型材及其制备方法和应用。本发明的抗菌抑菌的合金型材，在Cu‑Fe二元合金的基础上，通过合金化技术添加Ag、Mg、Mn、Zn、Ti等生物相容性好的元素，结合大变形量冷加工和热处理工艺，综合调控铜基体中合金元素和Fe相的含量和分布状态以及铜基体晶界数量和小角度晶界占比，进而调控合金中铜离子的释放过程，既可提高型材的抑菌抗菌性能，又对人体友好。本发明还提供了上述合金型材的制备方法和应用。

技术领域

本发明属于合金制备技术领域，具体涉及一种抗菌抑菌的合金型材及其制备方法和应用。

背景技术

对于耐腐蚀铜合金而言，一般要降低铜离子释放速率甚至避免铜离子的释放。对于抗菌抑菌铜合金而言，需要合理调控铜离子的释放以实现对微生物原病体的灭活或抑制生长，比如对微生物病原体，通过迅速释放大量的铜离子，以快速杀灭，而对于日常防护，则需通过缓慢释放铜离子，并维持在一个有效抑菌浓度范围，以便达到持久有效的抗菌抑菌效果。因此，合理调控铜离子释放是实现铜合金精准高效抗菌抑菌的关键。

添加合金元素对铜合金的腐蚀和抗菌抑菌性能的影响显著。添加铁元素除了可以提高铜合金的强度以外，通过控制铁含量使之在铜基体中形成Fe相，构成铜基体-Fe相原电池，达到调控铜离子释放的目的。

抗菌抑菌铜合金需要制作成各种医疗器件才能实现其抗菌抑菌的功能，比如医用纱布、医用口罩、医用敷料等需要超细铜丝(如直径40μm以下)和纺织线共同编织而成，医用床栏杆、门把手等需要超薄铜箔或带材贴敷在器件上。目前，铜合金超细丝、箔、带等普遍采用传统的“熔铸+热加工+冷加工”方法制备，即先采用熔铸法制备铜合金坯料，然后对坯料进行加热至高温(900℃以上)和热加工(热轧、热锻造、热挤压等)开坯，对热加工坯料进行多次的冷加工(冷轧、拉拔等)、中间退火、酸洗等工序，制备出铜合金超细丝、箔、带。然而，传统熔铸法制备的合金坯料质量差，一方面铸坯表面存在表面橘皮、偏析瘤、裂纹等缺陷，后续加工前须进行表面深度铣面，金属损耗大；另一方面，合金坯料内部气孔、疏松、夹渣等缺陷较多，致密度较低，导致后续冷加工困难，加工过程断丝、断带现象严重，成材率低，产品质量差，特别是制备超细丝、超薄箔带材的难度大。另外，制备过程需要热加工，且冷加工(冷轧、拉拔等)、中间退火和酸洗的次数多，存在工艺流程长、能耗大、环境负担重、生产成本高等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种抗菌抑菌的合金型材，该合金型材表面缺陷少，制备工艺流程短。

本发明还提供了一种抗菌抑菌的合金型材的制备方法。

本发明还提供了一种抗菌抑菌的合金型材的应用。

本发明的第一方面提供了一种抗菌抑菌的合金型材，按质量百分比计，制备原料包括：

Fe：0.5wt％～10wt％，

X：0.05wt％～10wt％，

余量为Cu；

所述X选自Zn、Ag、Mg、Mn和Ti中的至少一种；

所述合金型材包括丝材和带材。

本发明关于抗菌抑菌的合金型材中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：

本发明的抗菌抑菌的合金型材，在Cu-Fe二元合金的基础上，通过合金化技术添加Ag、Mg、Mn、Zn、Ti等生物相容性好的元素，结合大变形量冷加工和热处理工艺，综合调控铜基体中合金元素和Fe相的含量和分布状态以及铜基体晶界数量和小角度晶界占比，进而调控合金中铜离子的释放过程，既可提高型材的抑菌抗菌性能，又对人体友好。

根据本发明的一些实施方式，所述丝材的直径为10μm～30μm。

根据本发明的一些实施方式，所述带材的厚度为0.05mm～0.2mm。