[发明专利]一种具有微纳孔洞结构的铜银锌合金及其制备方法与应用

摘要

本发明为一种具有微纳孔洞结构的铜银锌合金及其制备方法与应用。该合金的组成为CuxZryAgzZn5，其中，合金中元素原子百分比为Cu：Zr：Ag：Zn＝x：y：z：5，35≤x≤45，30≤y≤40，10≤z≤30，且x+y+z＝95；合金是直径为Ф0.9～2.9mm的棒材，内部为非晶芯，外层是80～150μm厚度的多孔层，该多孔层同时具有微米孔和纳米孔结构，纳米孔的孔径尺寸为20～150nm，三角形微米孔的孔径尺寸为2～5μm。本发明得到的具有微纳孔洞结构的铜银锌合金仍保留内部非晶芯，外层是一定厚度的多孔层，内部非晶芯的支撑使得制备的抗菌剂也具有优异的力学性能。

主权项

1.一种具有微纳孔洞结构的铜银锌合金，其特征为该合金的组成为CuxZryAgzZn5，其中，合金中元素原子百分比为Cu：Zr：Ag：Zn＝x：y：z：5，35≤x≤45，30≤y≤40，10≤z≤30，且x+y+z＝95；合金是直径为Ф0.9～2.9mm的棒材，内部为非晶芯，外层是80～150μm厚度的多孔层，该多孔层同时具有微米孔和纳米孔结构，纳米孔的孔径尺寸为20～150nm，三角形微米孔的孔径尺寸为2～5μm；所述的具有微纳孔洞结构的铜银锌合金由以下方法制得，包括以下步骤：第一步，制备非晶合金棒材按目标成分称取Cu、Zr、Ag和Zn金属原材料，原料经无水乙醇溶液超声清洗后，放入真空电弧熔炼炉中熔炼制得Cu‑Zr‑Ag‑Zn合金锭，将其打磨清洗后置于石英试管内，将石英试管放入真空甩带机中感应线圈内固定，在高纯氩气保护下进行感应熔炼将熔融的金属液吹入铜模中，凝固形成非晶合金棒材；其中，所述的熔炼及甩带真空度为9×10‑4Pa，吹铸压力为0.5～2.0MPa，铜模孔直径为1～3mm，制得的非晶合金试棒直径为Ф0.9～2.9mm，长度为30～70mm；第二步，自由脱合金制备纳米孔结构将上述非晶合金试棒切割，抛光后置于HF腐蚀液中恒温自由脱合金8～20h，得到具有纳米级韧带/孔洞的铜银锌合金；所述的腐蚀温度为298K恒温，HF腐蚀液浓度为0.25～0.75M；所述的铜银锌合金的纳米级孔径为20～150nm；第三步，电化学脱合金制备微米孔结构将上步得到的具有纳米级韧带/孔洞的铜银锌合金浸泡入电解液中进行电化学脱合金反应，在原有纳米孔的基础上得到均匀分布的三角形微米孔，即最终产物为具有微纳孔洞结构的铜银锌合金；其中，电化学脱合金采用三电极系统，其中工作电极为上述自由脱合金得到的具有纳米级孔洞的铜银锌合金、参比电极为Ag/AgCl、辅助电极为铂电极；所述的电解液为浓度是0.25～1.2M的HNO3溶液；所述的电化学脱合金为计时电流法，在‑0.4～‑0.6V下恒电压脱合金2～5h。