[发明专利]一种抗菌钛合金复合板材及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗菌钛合金复合板材及其制备方法，该复合板材由抗菌钛合金‑铝‑抗菌钛合金三层组成，或者由抗菌钛合金‑铜‑抗菌钛合金三层组成。抗菌钛合金是含铜的抗菌钛合金、含银的抗菌钛合金或既含铜又含银的钛合金。制备过程，首先将钛合金板材与铝(或铜)板材表面酸洗活化处理，然后按照钛合金‑铝(或铜)依次叠加，在真空条件下加热到一定的温度，用热轧机压延复合，变形率≥60％，再在500‑650℃(750‑1000℃)真空扩散退火，表面清理后，室温轧制压光，变形率≤8％，再在真空500‑600℃(或500‑700℃)条件下去应力退火，获得抗菌钛合金复合板材。该复合板材由于外层为抗菌钛合金，具有抗菌功能，而中间复合的铝层或铜层保证板材具有良好的导热特性，特别适合于制造锅具。

技术领域

本发明涉及一种抗菌钛合金复合板材及其制备方法，特别是一种可以应用于锅具制造的抗菌钛合金复合板材及其制备方法。

背景技术

以锅具为代表的厨具在使用过程中，需要长时间与食品接触，而且在加热的过程中，需要将热量很好地传导到内部的食品。因此，长期以来，用于制备这类产品的板材都需要具有：1)良好的食品安全性，2)良好的耐腐蚀性，3)导热性好，4)不生锈，美观。

厨具的内外表面的要求由于使用的功能不同而不相同，其中内表面与食品接触，因此希望具有非常好的耐蚀性能，而且材料中最好不含有对人体有危害的元素。外表面需要将热源的热量快速且均匀地传导到内层，达到快速均匀加热和节约能源的效果。

目前，用于锅具制备的材料主要是铝、铁、钢、不锈钢及其复合板材以及纯钛。铝及铝合金用于锅具制造，导热快，但是会在使用过程中溶出铝元素，进入人体后富集会产生副作用，例如引起老年痴呆等疾病。铁和普通钢耐蚀性能较差，容易生锈，也容易引起铁或氧化铁摄入过量，对肝脏产生危害。不锈钢的耐蚀性能好，不生锈，美观，但是不锈钢中含有大量的镍元素和铬元素，摄入人体后会产生金属过敏，甚至引起癌变。纯钛已经被广泛应用于人体植入器械的制造中，已经被认为是最为安全的生物材料，不含重金属镍和铬，即使是长期使用也不会溶出铝、镍和铬等有害元素，已经被应用于锅具制造中，但是纯钛的导热性比较差，加热慢而且不均匀。

锅具在使用过程中存在的另外一个问题就是在相对潮湿的环境下，容易滋生细菌，霉变，引起疾病。为了消除细菌滋生的问题，已经有技术将抗菌涂层用于锅具制备中，但是在使用过程中抗菌性会随着涂层的脱落而慢慢消除。

如何开发一款既具有良好导热性能，又能防止细菌滋生，而且不含重金属的厨具板材就成为厨具继续开发的重要难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌钛合金复合板材，它由抗菌钛合金-铝-抗菌钛合金或者抗菌钛合金-铜-抗菌钛合金复合而成，可以用于锅具的制造。表层的抗菌钛合金一方面可以杀死与之相接触的细菌，防止细菌滋生，预防由细菌引起的霉变，另一方面，抗菌钛合金不含铝、镍和铬等已知的对人体有潜在危害的金属元素，是对人体十分安全的材料。复合板材中的铝和铜具有良好的导热性能，可以显著地提高板材的导热性能，很快地将热量均匀地传递到整个板材。本发明所提供的复合板材具有非常好的人体安全性、良好的导热性能和抗细菌功能，非常适合锅具制造。

具体技术方案为：

一种抗菌钛合金复合板材，该板材分为两种三层复合结构：一是抗菌钛合金-铝-抗菌钛合金依次叠加形成的三层复合结构，二是抗菌钛合金-铜-抗菌钛合金依次叠加形成的三层复合结构；其中抗菌钛合金层为含铜抗菌钛合金层或含银抗菌钛合金层或者既含铜又含银的抗菌钛合金层；铝层为纯铝层或铝合金层，铜层为纯铜层或铜合金层；复合板材各层间通过液相扩散形成的冶金结合连接。

进一步地，上述的含铜抗菌钛合金为含铜的钛合金，包括但不限于含铜二元钛合金、含铜三元钛合金和含铜四元钛合金；所述的含银抗菌钛合金为含银的钛合金，包括但不限于含银二元钛合金、含银三元钛合金和含银四元钛合金。