Способ получения термостойкого покрытия на основе HfO2 для W-Re термопар, устойчивого к агрессивным средам
НАНОМАТЕРИАЛЫ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ТЕРМОПАРЫ ОКСИД ГАФНИЯ РАКЕТОСТРОЕНИЕ АВИАЦИЯ
В настоящее время растет потребность в высокотемпературных датчиках, способных работать как в вакууме, так и под внешним воздействием различных разрушающих сред. Данные датчики находят свое применение в исследованиях и разработках, в ядерной и аэрокосмической отрасли, а также в металлургии и, отчасти, в медицине [1-2]. В авиа- и ракетостроении широкое распространение получили высокотемпературные термопары, самой востребованной из которых является вольфрам-рениевая [2] (W + 5%Re – W + 20%Re), с возможностью измерения температур до 3000 ºС. Однако данные термопары имеют существенный недостаток – отсутствие устойчивости к окислительным средам, вследствие чего, при температурах около 1200 ºС в реактивной среде сгорания топлива, термопары практически моментально теряют свою функциональность и разрушаются за счёт процесса окисления. Таким образом, на данный момент не существует оптимальной термопары, сочетающей в себе такие качества, как высокая точность измерений, низкая тепловая инерционность, высокая термостойкость, устойчивость к воздействию кислородосодержащих сред, а также, относительно не высокая стоимость. Единственным же параметром из списка, которому не соответствует W-Re термопара, является устойчивость к кислороду. Для защиты термопары от сгорания могут применяться различные термостойкие покрытия, которые могут увеличить срок эксплуатации при работе в агрессивной среде. Так наиболее подходящими материалами, для создания защитного покрытия является оксидная керамика, она имеет высокую термостойкость и инертность к кислородосодержащим средам. В частности, для изоляции термопары использовалcя слой оксида гафния (HfO2), который за счёт своей высокой температуры плавления (2780 ºС) и термостабильности стал весьма популярным материалом для создания термостойких покрытий [3]. Так HfO2 (а также композиты на его основе [4]) используются при создании защитных покрытий в ракетостроении [5-6]. 

1. Asamoto R. R., Novak P. E. Tungsten‐rhenium thermocouples for use at high temperatures //Review of Scientific Instruments. – 1967. – Т. 38. – №. 8. – С. 1047-1052.
2. Burns G. W., Hurst W. S. Some studies on the behavior of W-Re thermocouple materials at high temperatures. – 1972.
3. Борисов А. М. и др. Исследование покрытий на основе оксида гафния с использованием спектрометрии ядерного обратного рассеяния //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2017. – №. 7. – С. 43-48.
4. Каблов Е. Н. и др. Исследование окислительной стойкости высокотемпературного покрытия на SiC-материале под воздействием высокоэнтальпийного потока //Теплофизика высоких температур. – 2017. – Т. 55. – №. 6. – С. 704-711.
5. Mergia K. et al. Thermo-mechanical behaviour of HfO2 coatings for aerospace applications //Advanced Materials Research. – Trans Tech Publications Ltd, 2009. – Т. 59. – С. 87-91.
6. Савушкина С. В. и др. Формирование и исследование плазменного градиентного покрытия с верхним слоем оксида гафния //Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2018. – Т. 329. – №. 10.
Авиационная промышленность; Ракетно-космическая промышленность; Реактивные двигатели; Газотурбинные системы; Вакуумное оборудование; Нефтяная и газовая промышленность; Исследования плазмы; Газовые хроматографы; Технический анализ и исследования; Научное приборостроение
Анатолий
Козлов
Александрович
Младший научный сотрудник
Отсутствует
Младший научный сотрудник
-
-
0000-0002-7365-9485
РОССИЯ
Анатолий
Козлов
Александрович
Младший научный сотрудник
РОССИЯ
29.19.16
Физика тонких пленок. Поверхности и границы раздела
29.19.13
Механические свойства твердых тел
29.19.09
Тепловые свойства твердых тел
01.03.UK
PHYSICS, CONDENSED MATTER
02.05.PK
MATERIALS SCIENCE, CERAMICS
02.05.QG
MATERIALS SCIENCE, COATINGS & FILMS
Павел
Прокопович
Аликович
РОССИЯ
Анатолий
Козлов
Александрович
РОССИЯ
Александр
Гойхман
Юрьевич
РОССИЯ
Григорий
Киричук
Владимирович
РОССИЯ
Ксения
Максимова
Юрьевна
РОССИЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
1027739479734
СЕРГЕЙ
ПОЛЯКОВ
ГЕННАДЬЕВИЧ
Организация
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере"
Федеральные государственные бюджетные учреждения
Анатолий
Козлов
Александрович
Физическое лицо
РОССИЯ