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

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access 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.

About the authors

G. V. Kirichuk

Research and Education Center “Functional Nanomaterials”, Immanuel Kant Baltic Federal University

Author for correspondence.
Email: gv.kirichuk@gmail.com
Russia, 236041, Kaliningrad

A. A. Kozlov

Research and Education Center “Functional Nanomaterials”, Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: gv.kirichuk@gmail.com
Russia, 236041, Kaliningrad

P. A. Prokopovich

Research and Education Center “Functional Nanomaterials”, Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: gv.kirichuk@gmail.com
Russia, 236041, Kaliningrad

A. Yu. Goikhman

Research and Education Center “Functional Nanomaterials”, Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: gv.kirichuk@gmail.com
Russia, 236041, Kaliningrad

K. Yu. Maksimova

Research and Education Center “Functional Nanomaterials”, Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: gv.kirichuk@gmail.com
Russia, 236041, Kaliningrad

References

  1. Asamoto R.R., Novak P.E. // Rev. Sci. Instrum. 1967. V. 38. № 8. P. 1047. https://doi.org/10.1063/1.1720964
  2. Burns G.W., Hurst W.S. Some Studies on the Behavior of W–Re Thermocouple Materials at High Temperatures, 1972.
  3. 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”.
  4. Рогельберг И.Л., Бейлин В.М. Сплавы для термопар. Справочник. М.: Металлургия, 1983. 360 с.
  5. Волькенау Б.В. // Изв. Томского политех. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 1950. Т. 70. № 1. С. 24.
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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.
  11. Hackley J.C., Gougousi T. // Thin Solid Films. 2009. V. 517. № 24. P. 6576. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.04.033
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. Баранцев Н.С., Зенкевич А.В., Лебединский Ю.Ю., Сипайло И.П., Гладков В.П., Неволин В.Н. // Перспективные материалы. 2008. № 6. С. 26.
  19. Андрюшкин А.Ю., Цой А.А., Симонова М.А. // Управления рисками в техносфере. 2016. № 2. С. 37.
  20. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. // Физические величины: справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (74KB)
3.

Download (522KB)
4.

Download (415KB)
5.

Download (79KB)

Copyright (c) 2023 Г.В. Киричук, А.А. Козлов, П.А. Прокопович, А.Ю. Гойхман, К.Ю. Максимова