CN105779998A - 表面覆有ZrO2涂层的防护栏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表面覆有ZrO2涂层的防护栏及其制备方法，属于防护设施领域。防护栏的表面涂覆复合涂层，所述复合涂层从内层至表层依次为结合层、抗氧化层和陶瓷层，所述抗氧化层为Cr2O3的氧化物薄膜，所述的陶瓷层为ZrO2涂层。抗氧化层采用Cr2O3的氧化物薄膜，附着在结合层上，可以防止外层的氧或其他腐蚀分子进入，防止对防护栏基材的直接腐蚀；其与ZrO2涂层相结合，有效提高防护栏的耐磨性，可以很好的方式应对外界对防护栏的刮擦。本发明还公开了上述表面覆有ZrO2涂层防护栏的制备方法。

Description

表面覆有ZrO2涂层的防护栏及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种防护栏，具体讲是一种表面覆有ZrO2涂层的防护栏及其制备方法，属于防护设施领域。
背景技术
随着城市道路的建设，道路防护栏的工艺也是相应的得到发展。迄今为止，人们的视线大多关注与道路防护栏的防腐方面，城市建设者也一直在维护防护栏，防止腐蚀的发生或者降低腐蚀的可能性，但是都忽略掉了防护栏的耐磨性方面。其实，对于机动车与非机动车之间的一道防护，其耐磨性应该是不可忽视的问题之一。在中小型的城市道路上，城市的交通不如大城市的发达，其中，自行车以及电瓶车是非常多的，我们也会经常看到自行车或者电瓶车的车把会磨损到防护栏，在上班的高峰期，车流量较大时，自行车或者电瓶车与道路防护栏的直接碰撞也是时有发生的，所以在一些中小型的城市道路上，机动车与非机动车之间的防护栏上刮痕的迹象是非常明显的，这对于城市的形象以及道路防护栏的维护是极其不利的。
ZrO2涂层由于其导热系数较低，具有很高的耐热性能，长期以来大多是被用作航天材料隔热材料，但是ZrO2材料本身还具有很好的抗磨损以及耐刮插的性能。因此，如何提高道路防护栏的耐磨性也是本领域有待解决的技术难题，将ZrO2涂层应用于道路防护栏的表面应运而生。
发明内容
本发明所在解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种抗磨损性能和耐刮插性能优越的防护栏及制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的表面覆有ZrO2（二氧化锆）涂层的防护栏，所述防护栏的表面涂覆复合涂层，所述复合涂层从内层至表层依次为结合层、抗氧化层和陶瓷层，所述抗氧化层为Cr2O3（三氧化二铬）的氧化物薄膜，所述的陶瓷层为ZrO2涂层。
作为改进，所述结合层为FeNiCrAI合金涂层。
本发明还提供了上述表面覆有ZrO2涂层防护栏的制备方法，具体步骤如下：
1）、选用碱液进行防护栏表面进行脱脂处理；
2）、采用激光熔覆法在防护栏表面形成FeNiCrAI合金涂层作为结合层；
3）、采用含有硝酸铬的乙醇溶液作为电沉积溶液，在防护栏表面制作Cr2O3氧化物薄膜层之后烘干，然后在高温下热解；
4）、采用等离子喷涂法，以ZrO2-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末，送粉气为氩气，等离子气体为氦气，在防护栏的表面喷涂形成ZrO2涂层。
本发明中，所述碱液由质量浓度比为12：2：1：2：3的NaOH（氢氧化钠）、Na2CO3（碳酸钠）、Na2SiO3（硅酸钠）、Na3PO4（磷酸）和H20（水）组成。
本发明中，所述碱液由质量浓度比为16：2：1：1的NaOH、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠和水组成。
本发明的有益效果在于：（1）、抗氧化层采用Cr2O3的氧化物薄膜，附着在结合层上，可以防止外层的氧或其他腐蚀分子进入，防止对防护栏基材的直接腐蚀；其与ZrO2涂层相结合，有效提高防护栏的耐磨性，可以很好的方式应对外界对防护栏的刮擦；（2）、通过FeNiCrAI合金涂层可将ZrO2涂层与防护栏的表面分隔开,以至于缓解钢材基材与表面涂层的线胀系数差异，保证整个复合涂层的稳定性；（3）、选用电沉积法在防护栏的表面制备Cr2O3薄膜，是为了防止氧气等进入扩散，从而可以有效地保护涂层；（4）、ZrO2涂层中选用是ZrO2-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末，等离子喷涂法在防护栏最表层形成ZrO2涂层，在陶瓷粉末中加入7wt%Y2O3，原因在于Y2O3作为稳定剂（氧化钇），防止ZrO2在膨胀的过程中，影响涂层的质量，从而保证ZrO2涂层的稳定性。
具体实施方式
以下结合具体的实施方式对本发明的方案做进一步的阐述。
本发明的表面覆有ZrO2涂层的防护栏中，防护栏的表面涂覆复合涂层，复合涂层从内层至表层依次为结合层、抗氧化层和陶瓷层。其中，抗氧化层为Cr2O3的氧化物薄膜，陶瓷层为ZrO2涂层。其制备方法如下：
实施例1
1、脱脂处理：选用碱液进行防护栏的表面进行清洗除油处理，温度设置为90℃，清洗时间为20分钟。碱液的配方为NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、H20，其中，NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、H20的质量浓度比为12：2：1：2：3；
2、采用激光熔覆法在防护栏钢材表面形成FeNiCrAl合金涂层作为结合层；
3、采用0.1mol/L硝酸铬的乙醇溶液作为电沉积溶液，电压设置为25V，时间为1min，在防护栏表面Cr2O3氧化物薄膜层，之后烘干，再在300℃的高温条件下热解30min；
4、采用等离子喷涂法，选用ZrO2-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末，粒度为20-70μm，送粉气为氩气，氩气的流量设置为283*104cm3/h，等离子气体为氦气，氦气的流量设置为66*104cm3/h，喷涂功率设置为25-40KW，在防护栏的表面喷涂形成ZrO2涂层。
实施例2
其他的步骤与实施例1相同，不同之处在于：在脱脂处理的步骤中，碱液选用带有表面活性剂的碱液，其配方为NaOH、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、水，其成分质量浓度配比为16：2：1：1，设置温度为90℃，采用浸泡清洗，时间为10分钟。
实施例3
其他的步骤与实施例1相同，不同之处在于：在脱脂处理的步骤中，碱液选用带有表面活性剂的碱液，其配方为NaOH、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠、水，其成分质量浓度配比为16：2：1：1，设置温度为90℃，然后采用超声清洗50秒。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种表面覆有ZrO2涂层的防护栏，其特征在于：所述防护栏的表面涂覆复合涂层，所述复合涂层从内层至表层依次为结合层、抗氧化层和陶瓷层，所述抗氧化层为Cr2O3的氧化物薄膜，所述的陶瓷层为ZrO2涂层。
2.根据权利要求1所述的表面覆有ZrO2涂层的防护栏，其特征在于：所述结合层为FeNiCrAI合金涂层。
3.权利要求1或2所述的表面覆有ZrO2涂层防护栏的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
1）、选用碱液进行防护栏表面进行脱脂处理；
2）、采用激光熔覆法在防护栏表面形成FeNiCrAI合金涂层作为结合层；
3）、采用含有硝酸铬的乙醇溶液作为电沉积溶液，在防护栏表面制作Cr2O3氧化物薄膜层之后烘干，然后在高温下热解；
4）、采用等离子喷涂法，以ZrO2-7wt%Y2O3复合陶瓷粉末，送粉气为氩气，等离子气体为氦气，在防护栏的表面喷涂形成ZrO2涂层。
4.根据权利要求3所述的表面覆有ZrO2涂层防护栏的制备方法，其特征在于：所述碱液由质量浓度比为12：2：1：2：3的NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4和H20组成。
5.根据权利要求3所述的表面覆有ZrO2涂层防护栏的制备方法，其特征在于：所述碱液由质量浓度比为16：2：1：1的NaOH、葡萄糖酸钠、十二烷基苯磺酸钠和水组成。
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