本发明涉及金属材料表面改性领域，具体为一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜及其制备方法。
背景技术：
1、由于广谱抗菌性、优异抗菌活性、不易产生耐药性等特性，金属基抗菌薄膜/涂层在医疗卫生、食品包装、公共交通等领域具有广泛的应用。银是一种有效的抗菌材料，主要通过阻碍细胞壁的合成、对细胞膜造成损伤、抑制dna合成等实现抗菌作用。然而，银薄膜价格较高，晶粒尺寸较大、硬度/耐磨性不足，往往需要加入合金元素降低成本，细化晶粒、提高硬度和耐磨性，同时改善抑菌作用和广谱抗菌性。不同金属离子对不同病菌的抑制作用不同，多种抗菌金属元素可通过不同的机制抑菌，可能发挥较单种金属元素更优异的抑菌活性，对于银基薄膜，若银含量过低，则薄膜可能无法有效抑制细菌、病毒和其他微生物的生长，降低其作为抗菌材料的有效性。若银含量过高，薄膜的微观结构被改变，硬度降低，耐用性变低，导致薄膜在使用过程中容易破损或失效。因此，探索银基薄膜中合金元素最佳添加量，制备具有协同抗菌效应的银基合金薄膜具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜及其制备方法，所制备的银铜锌合金薄膜具有均匀致密的微观组织，铜锌的合金化能够有效提升银合金薄膜的抗菌性能。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜，该薄膜中合金元素(cu-zn)的原子百分数为2.7％～46.1％，其余为ag。
4、优选的，所述薄膜为纳米晶组织，合金元素cu-zn在薄膜中完全均匀分布。
5、该ag-cu-zn抗菌合金薄膜的抗菌效果与合金元素(cu-zn)含量呈非线性关系。
6、一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，在真空状态下，采用双直流电源磁控溅射共溅射的方法，在基体上制备ag-cu-zn合金薄膜，冷却至室温得到ag-cu-zn抗菌合金薄膜；
7、所述磁控溅射共溅射采用cuzn合金靶和ag靶共溅射；
8、所述ag靶的直流电源功率60～200w，cuzn合金靶的直流电源功率12～120w。
9、优选的，在磁控溅射共溅射前，对基体进行预处理，去除基体表面的杂质和氧化层。
10、优选的，所述基体的预处理包括：
11、将抛光的基体在丙酮和无水乙醇中依次进行超声清洗15min，然后烘干，抛光面的粗糙度小于0.8nm。然后，采用氢氟酸水溶液对烘干后的si基体侵蚀2-3min，以去除其表面的氧化硅层，并用去离子水充分冲洗。
12、优选的，所述磁控溅射共溅射的方法，包括：
13、将基体放入真空室，抽真空值4.0×10-4pa以下，并对基体进行刻蚀，在刻蚀后的基体上溅射ag-cu-zn合金薄膜。
14、优选的，所述磁控溅射共溅射过程中，沉积气压0.5pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，沉积时间4500～7200s。
15、优选的，所述cuzn合金靶，cu:zn的原子比为1:1。
16、一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜在抗菌中的应用。
17、一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜在医疗设备和食品包装的抗菌应用。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
19、一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜，该薄膜中合金元素(cu-zn)的原子百分数为2.7％～46.1％，其余为ag。该银铜锌合金薄膜具有均匀致密的微观组织，铜锌的合金化能够有效提升银合金薄膜的抗菌性能，并且该ag-cu-zn抗菌合金薄膜的抗菌效果与合金元素(cu-zn)含量呈非线性关系。
20、本发明提供的制备方法，通过磁控溅射ag靶与cu-zn合金靶双靶共溅射的方法在生长取向为<111>的单晶硅基体表面制备ag-cu-zn合金薄膜，通过调整设定两个靶的功率来控制银铜锌合金薄膜的成分。最终沉积得到的银铜锌合金薄膜表面平整，与基体结合牢固，组织均匀致密且少有缺陷，晶粒尺寸稳定在纳米晶范围，合金元素分布均匀；合金成分可调控；探索出具有最优协同抗菌性下的合金元素最佳添加量。可以有效抑制金黄色葡萄球菌活性，且该方法简单、高效、镀层厚度可根据溅射时间的长短控制、镀层结合强度高，非常适合大规模工业生产。
1.一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜，其特征在于，该薄膜中合金元素(cu-zn)的原子百分数为2.7％～46.1％，其余为ag。
2.根据权利要求1所述的一种ag-cu-zn抗菌合金薄膜，其特征在于，所述薄膜为纳米晶组织，合金元素cu-zn在薄膜中完全均匀分布；
3.一种权利要求1或2所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，其特征在于，在真空状态下，采用双直流电源磁控溅射共溅射的方法，在基体上制备ag-cu-zn合金薄膜，冷却至室温得到ag-cu-zn抗菌合金薄膜；
4.根据权利要求3所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，其特征在于，在磁控溅射共溅射前，对基体进行预处理，去除基体表面的杂质和氧化层。
5.根据权利要求4所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述基体的预处理包括：
6.根据权利要求3所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射共溅射的方法，包括：
7.根据权利要求3所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述磁控溅射共溅射过程中，沉积气压0.5pa，沉积温度为室温，基盘转速15r/min，沉积时间4500～7200s。
8.根据权利要求3所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜的制备方法，其特征在于，所述cuzn合金靶，cu:zn的原子比为1:1。
9.一种权利要求1或2所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜在抗菌中的应用。
10.一种权利要求1或2所述的ag-cu-zn抗菌合金薄膜在医疗设备和食品包装的抗菌应用。
