Protective Coatings of W–Re Thermocouples for Use in Aggressive Enviroments

G. V. Kirichuk; Киричук Г. В.; A. A. Kozlov; Козлов А. А.; P. A. Prokopovich; Прокопович П. А.; A. Yu. Goikhman; Гойхман А. Ю.; K. Yu. Maksimova; Максимова К. Ю.

doi:10.31857/S1028096023050072

Protective Coatings of W–Re Thermocouples for Use in Aggressive Enviroments

Authors: Kirichuk G.V.¹, Kozlov A.A.¹, Prokopovich P.A.¹, Goikhman A.Y.¹, Maksimova K.Y.¹
Affiliations:
1. Research and Education Center “Functional Nanomaterials”, Immanuel Kant Baltic Federal University
Issue: No 10 (2023)
Pages: 36-40
Section: Articles
URL: https://rjmseer.com/1028-0960/article/view/664488
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023050072
EDN: https://elibrary.ru/KRLPMM
ID: 664488

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

A method for growing a hafnium oxide (HfO₂) protective coating on the surface of a tungsten–rhenium (W–Re) thermocouple is described, the structural and morphological properties and chemical composition of the coating are studied, and temperature tests of thermocouples with a protective coating are carried out. The optimal conditions for the formation of coatings resistant to oxidation and high temperatures (above 2000°C) are found. The tests confirmed the ability of the HfO₂ coating to slow down the processes of degradation and destruction of the thermocouple when operating in an aggressive oxidizing environment.

Keywords

thermal protection, thermal protection coatings, high-temperature thermocouple, hafnium oxide.

References

Asamoto R.R., Novak P.E. // Rev. Sci. Instrum. 1967. V. 38. № 8. P. 1047. https://doi.org/10.1063/1.1720964
Burns G.W., Hurst W.S. Some Studies on the Behavior of W–Re Thermocouple Materials at High Temperatures, 1972.
Москаленко Н.Ю. Разработка термостойкого покрытия проводов коллектора термопар для авиационного двигателя. Выпускная квалификационная работа магистра: направление 22.04. 02 “Металлургия”; образовательная программа 22.04. 02_10 “Разработка, технологии и материалы в авиадвигателестроении”.
Рогельберг И.Л., Бейлин В.М. Сплавы для термопар. Справочник. М.: Металлургия, 1983. 360 с.
Волькенау Б.В. // Изв. Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 1950. Т. 70. № 1. С. 24.
Zhang Z., Tian B., Liu Y., Du Z., Lin Q., Jiang Z. // Materials. 2019. V. 12. № 12. P. 1981. https://doi.org/10.3390/ma12121981
Каблов Е.Н., Жестков Б.Е., Гращенков Д.В., Сорокин О.Ю., Лебедева Ю.Е., Ваганова М.Л. // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. № 6. С. 704. https://doi.org/10.7868/S0040364417060059
Mergia K., Liedtke V., Speliotis T., Apostolopoulos G., Messoloras S. // Adv. Mater. Res. 2009. V. 59. P. 87. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.59.87
Борисов А.М., Полянский М.Н., Савушкина С.В., Лаптев И.Н., Данькова Т.Е., Ткаченко Н.В., Востриков В.Г., Каменских А.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 7. С. 43. https://doi.org/10.7868/S020735281707006X
Савушкина С.В., Полянский М.Н., Высотина Е.А., Ашмарин А.А. // Изв. Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 10. С. 30.
Hackley J.C., Gougousi T. // Thin Solid Films. 2009. V. 517. № 24. P. 6576. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.04.033
Ho M.Y., Gong H., Wilk G.D., Busch B.W., Green M.L., Voyles P.M., Muller D.A., Bude M., Lin W.H., See A., Loomans M.E., Lahiri S.K. // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. № 3. P. 1477. https://doi.org/10.1063/1.1534381
Dhanunjaya M., Manikanthababu N., Pathak A.P., Rao S.N. // AIP Conf. Proceed. 2016. V. 1731. № 1. P. 080071. https://doi.org/10.1063/1.4947949
Ma C.Y., Wang W.J., Wang J., Miao C.Y., Li S.L., Zhang Q.Y. // Thin Solid Films. 2013. V. 545. № 545. P. 279. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.08.068
Kappa M., Ratzke M., Reif J. // Solid State Phenomena. 2005. V. 108. P. 723. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.108-109.723
Płóciennik P., Zawadzka A., Strzelecki J., Łukasiak Z., Korcala A. // Pulsed Laser Deposition (PLD) of Hafnium Oxide Thin Films // 16th Int. Conf. on Transparent Optical Networks (ICTON). IEEE, 2014. P. 1. https://doi.org/10.1109/ICTON.2014.6876620
Nishide T., Honda S., Matsuura M., Ide M. // Thin Solid Films. 2000. V. 371. № 1–2. P. 61. https://doi.org/10.1016/S0040-6090(00)01010-5
Баранцев Н.С., Зенкевич А.В., Лебединский Ю.Ю., Сипайло И.П., Гладков В.П., Неволин В.Н. // Перспективные материалы. 2008. № 6. С. 26.
Андрюшкин А.Ю., Цой А.А., Симонова М.А. // Управления рисками в техносфере. 2016. № 2. С. 37.
Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. // Физические величины: справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.