专利名称：一种表面抗菌、耐磨不锈钢制品及其制备方法
技术领域：
本发明是一种表面抗菌、耐磨不锈钢制品及其制备方法，属于不锈钢制品及其制备方法的创新技术。
背景技术：
现有的表面抗菌不锈钢制品，主要用于餐具、医疗器械、按钮、拉手、门把等许多制品。目前，国外一些单位研发了掺银不锈钢及其制品，具有良好的抗菌效果，1小时后微生物数量明显减少，24小时可以抑制99％的细菌生长。日本钢管公司利用无机抗菌剂开发了抗菌预涂层钢板，即在预先经过镀锌前涂镀过的钢板上再喷涂上带有无机抗菌剂的聚酯树脂、聚氧乙烯树脂等有机树脂涂层，具有良好的抗菌性能，广泛用于洗衣机缸体、冰箱内层。美国马塞诸塞州维克费尔德市阿金(Agion)公司开发出了一种银沸石涂层不锈钢，已用于医疗设备、食品用具上，具有良好的搞菌性能。上述产品都具有生物抗菌性能，达到了良好的抗菌目的。但因银是贵重金属，掺银的不锈钢产品成本太高，虽然经过磨损之后仍具有抗菌性，由于成本太高限制其使用，且不锈钢产品只是其表面需要抗菌，里层本体抗菌无实际意义，整体均匀掺银的不锈钢产品造成极大浪费。还有其他几种抗菌材料表面都具有良好的抗菌性，但耐磨性差，抗菌效果不能持久。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种具有良好抗菌性能，又持久耐磨的表面抗菌、耐磨不锈钢制品。
本发明的另一目的在于提供一种制作简单方便，效率高，生产成本低的表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的结构示意图如附图所示，包括有不锈钢基材(1)及若干TiAgN镀膜层(2)，TiN和TiAgN镀膜层(2)镀在不锈钢基材(1)的外侧。
上述若干TiN和TiAgN镀膜层(2)可为一层或一层以上。
上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)中所含的银、钛成份呈梯级改变，即内镀膜层含银成份低，含钛成份高，外镀膜层含银成份高，含钛成份低。
上述最内镀膜层的含银成份可为0～0.3％，最外镀膜层的含银成份可为0.3～30％。
上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)的厚度从内到外呈梯级改变，即内镀膜层的厚度小，外镀膜层的厚度大。
上述最内镀膜层的厚度可为0.01um～5um，最外镀膜层的厚度可为0.1um～10um。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，钯材采用TiAg合金，不锈钢基材(1)及TiAg合金钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，将不锈钢基材(1)及由Ti、Ag组成的拼钯置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，将不锈钢基材(1)及将金属银镶在钛靶上的钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。
上述银靶及钛靶的温度在溅射过程中呈梯级改变，即钛钯的加热温度随着镀膜层由内到外而逐渐降低，银靶的加热温度随着镀膜层由内到外而逐渐升高。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品由于采用在不锈钢基材上镀有若干层TiAgN镀膜层的结构，由于TiN的硬度是不锈钢的3倍以上，具有良好的耐磨性。Ag是具有良好的无机抗菌剂，经溅射后使银纳米化，其抗菌效果增强上百倍，因此，本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品不仅具有良好的抗菌性能，而且又具有持久的耐磨性能。本发明是一种综合性能较好的表面抗菌、耐磨不锈钢制品。此外，本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法制作简单方便，效率高，生产成本低。
图1为本发明实施例1的结构示意图；图2为图1中的A-A剖视放大图。
具体实施例方式实施例1本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的结构示意图如图1、2所示，包括有不锈钢基材(1)及若干TiAgN镀膜层(2)，TiN和TiAgN镀膜层(2)镀在不锈钢基材(1)的外侧。
上述若干TiN和TiAgN镀膜层(2)可为一层或一层以上。本实施例中，TiN和TiAgN镀膜层(2)可为4层。
上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)中所含的银、钛成份呈梯级改变，即内镀膜层含银成份低，含钛成份高，外镀膜层含银成份高，含钛成份低。
上述最内镀膜层的含银成份可为0～0.3％，最外镀膜层的含银成份可为0.3～30％。本实施例中，最内镀膜层的含银成份可为0％，最外镀膜层的含银成份可为0.3％。
上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)的厚度从内到外呈梯级改变，即内镀膜层的厚度小，外镀膜层的厚度大。
上述最内镀膜层的厚度可为0.01um～5um，最外镀膜层的厚度可为0.1um～10um。本实施例中，最内镀膜层的厚度可为0.01um，最外镀膜层的厚度可为0.1um。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，钯材采用TiAg合金，不锈钢基材(1)及TiAg合金钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气，就可生成TiAgN、TiN、TiAg。
本实施例中，将四块TiAg合金钯材置于溅射炉腔内，四层镀膜层分别溅射四块TiAg合金钯材，溅射过程所用的时间为120分钟，4层TiAgN镀膜层(2)中各层的溅射时间为30分钟。
实施例2本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的结构与实施例1相同，不同之处在于TiN和TiAgN镀膜层(2)可为5层。最内镀膜层的含银成份可为0.15％，最外镀膜层的含银成份可为15％。最内镀膜层的厚度可为0.05um，最外镀膜层的厚度可为5um。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，将不锈钢基材(1)及由Ti及Ag组成的拼钯置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气，就可生成TiAgN、TiN。
由于不同元素的溅射产额不同，钛的溅射阀值较高，银的溅射阀值较低。故在溅射炉腔内设置多个钛钯，增加钛的溅射产额。此外，溅射产额还与钯材的温度有关，当温度达到某阀值时，溅射产额将急剧增加，因此，对钛钯实施高温，银钯实施低温，增加钛的溅射产额。
为了使镀层更为耐磨、表面抗菌性能更好，对钯材采用变温方法，即银靶及钛靶的温度在溅射过程中呈梯级改变，即钛钯的加热温度随着镀膜层由内到外而逐渐降低，银靶的加热温度随着镀膜层由内到外而逐渐升高。本实施例中，在最内镀膜层，钛钯的加热温度为600℃，银靶的加热温度为200℃，在最外镀膜层，钛钯的加热温度为200℃，银靶的加热温度为600℃。
实施例3本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的结构与实施例1相同，不同之处在于TiN和TiAgN镀膜层(2)可为6层。最内镀膜层的含银成份可为0.3％，最外镀膜层的含银成份可为30％。最内镀膜层的厚度可为0.1um，最外镀膜层的厚度可为10um。
本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，将不锈钢基材(1)及将金属银镶在钛靶上的钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气，就可生成TiAgN、TiN、AgN、Ag。
本实施例中，将6块面积不同的金属银镶在6块钛靶上，6块钛靶置于溅射炉腔内，6层镀膜层分别溅射6块钯材，溅射过程所用的时间为180分钟，6层TiAgN镀膜层(2)中各层的溅射时间为30分钟。
权利要求
1.一种表面抗菌、耐磨不锈钢制品，其特征在于包括有不锈钢基材(1)及若干TiAgN镀膜层(2)，TiN和TiAgN镀膜层(2)镀在不锈钢基材(1)的外侧。
2.根据权利要求1所述的表面抗菌、耐磨不锈钢制品，其特征在于上述若干TiN和TiAgN镀膜层(2)可为一层或一层以上。
3.根据权利要求2所述的表面抗菌、耐磨不锈钢制品，其特征在于上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)中所含的银、钛成份呈梯级改变，即内镀膜层含银成份低，含钛成份高，外镀膜层含银成份高，含钛成份低。
4.根据权利要求3所述的表面抗菌、耐磨不锈钢制品，其特征在于上述最内镀膜层的含银成份可为0～0.3％，最外镀膜层的含银成份可为0.3～30％。
5.根据权利要求2所述的表面抗菌、耐磨不锈钢制品，其特征在于上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)的厚度从内到外呈梯级改变，即内镀膜层的厚度小，外镀膜层的厚度大。
6.根据权利要求5所述的表面抗菌、耐磨不锈钢制品，其特征在于上述最内镀膜层的厚度可为0.01um～5um，最外镀膜层的厚度可为0.1um～10um。
7.根据权利要求1所述表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法，其特征在于采用磁控溅射法，钯材采用TiAg合金，不锈钢基材(1)及TiAg合金钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。
8.根据权利要求1所述表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法，其特征在于采用磁控溅射法，将不锈钢基材(1)及由Ti、Ag组成的拼钯置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。
9.根据权利要求1所述表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法，其特征在于采用磁控溅射法，将不锈钢基材(1)及将金属银镶在钛靶上的钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。
10.根据权利要求9所述表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法，其特征在于上述银靶及钛靶的温度在溅射过程中呈梯级改变，即钛钯的加热温度随着镀膜层由内到外而逐渐降低，银靶的加热温度随着镀膜层由内到外而逐渐升高。
全文摘要
本发明是一种表面抗菌、耐磨不锈钢制品及其制备方法。本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品包括有不锈钢基材(1)及若干TiAgN镀膜层(2)，TiN和TiAgN镀膜层(2)镀在不锈钢基材(1)的外侧。上述若干TiN和TiAgN镀膜层(2)可为一层或一层以上。上述各TiN和TiAgN镀膜层(2)中所含的银、钛成分呈梯级改变，即内镀膜层含银成分低，含钛成分高，外镀膜层含银成分高，含钛成分低。本发明表面抗菌、耐磨的不锈钢制品具有良好抗菌性能，又持久耐磨。本发明表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法采用磁控溅射法，钯材可采用TiAg合金、Ti、Ag组成的拼钯、Ti、Ag组成的钯，不锈钢基材(1)及钯材置于屏蔽罩内，在溅射过程中往屏蔽罩内充入氮气。本发明的制备方法制作简单方便，效率高，生产成本低的表面抗菌、耐磨不锈钢制品的制备方法。
文档编号C23C14/35GK1570196SQ20041002706
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者姜培齐, 麦桥 申请人:麦桥, 姜培齐