Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai 2014

Transcript

1 Integrarea materialelor avansate si nanomaterialelor in aplicatii inovative prin utilizarea infrastructurii IMNR dezvoltate prin fonduri structurale Centrul HighPTMET Roxana Mioara Piticescu, Radu R.Piticescu, Teodor Velea Web page: Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

2 CUPRINSUL PREZENTARII 1.Conceptul realizarii centrului HighPTMET prin fonduri structurale 2.Integrarea centrului HighPTMet in cadrul IMNR 3. Realizarea centrului HighPTMet 4. Valorificarea centrului HighPTMet Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

3 1.Concept Stadiul actual Noi materiale si suprafete din materiale neferoase Viziune Integrare insuficienta / transfer tehnologic catre industrie slab Unelte teoretice si de simulare pentru predictia relatiei structura / proprietati limitata la sisteme simple Nivelul scazut de cunostiinte legate de procesele la interfata Dificultati in obtinere acoperiri complexe cu structuri omogene cu proprietati predictibile Acoperirea suprafetelor mari Automatizare, productie economica Functionalizarea suprafetelor Caracterizare, calitate Stabilirea tehnologiilor de obtinere Otpimizare procese Performante superioare O mai buna integrare a proceselor Randament ridicat Controlul calitatii Tehnologii ecoeficiente Materiale intermetalice si compozite complexe Metode de calcul predictive Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

4 2. Integrarea centrului HighPTMet in cadrul IMNR NOUL CENTRU PENTRU STUDIUL SI INTENSIFICAREA PROCESELOR METALLURGICE LA PRESIUNI SI TEMPERATURI RIDICATE Laborator Analize Fizice si Chimice Echipamente existente integrate in centru: DRX Brucker D8 Advance Analiza termica complexa (TDA-TG Setaram) Absorbtie Atomica Laborator microscopie si teste mecanice Laborator Materiale Nanostructurate Echipamente existente integrate in centru: Calorimetrie cu scanare diferentiala (DSC) Spectrometere UV-VIS si FT-IR Granulometru si Zeta Potential (Malvern ZS90) Scratch test/afm/profilometru (Nanovea) CLADIRE CENTRU HIGH PTMET (modernizata) Modul Intensificarea proceselor la presiuni ridicate ( P module) autoclava pentru solubilizarea continua sub presiune de gaz Sistem tratare in microunde Autoclava pentru sinteza nanopulberi Atucolava pentru sinteza hibrizi sprav-drier Modul Intensificarea proceselor la temperaturi ridicate ( T module) Cuptor E-beam (5 tunuri) pentru topire si depunere aliaje, compusi inter-metalici, ceramic si composite Cuptor PVD pentru depuneri compusi hibrizi organo-metalici Laborator caracterizare Spectrometru ICP-EOS cu ablatie laser pentru analiza solide si lichide Birouri Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

5 Procese integrate Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

6 3. Realizarea centrului HighPTMET Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

7 Caracteristici: volum 20L; temp. max C; presiune: max. 30atm Facilitati: Functionare in regim continuu sau discontinuu Alimentare / evacuare continua Gaze (oxigen, aer, azot) sub presiune Prelevare probe in timpul procesului Control computerizat al parametrilor (soft SCADA 3.0) Autoclava continua (TRL5) Domenii de aplicatie : Procese de oxido-reducere la temperaturi ridicate in atmosfera oxidativa (ex. oxidare concentrate sulfuri de metale neferoase in mediu apos acid sau bazic, oxidarea Fe 2+ la Fe 3+ si precipitarea hidrotermala) Solubilizarea metalelor neferoase din subproduse (prafuri volatile,zguri, namol rosu) rezulttae in procesele de extarctie Solubilizarea si recuperarea metalelor deficitare din deseuri electronice Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

8 Caracteristici: volum 5.5L; temp. max C; presine: max. 150 atm Facilitati: Prelevare probe in cursul procesului Control computerizat si PID si inregistrarea on-line a parametrilor Sistem racire controlata Autoclava Berghof (TRL 4-5) Domenii de aplicatie-sinteza pulberilor nanocristaline cu dopaj controlat: Pulberi ceramice inalt dopate pentru materiale structurale si cu gradient functional (ex. pe baza de ZrO2) Pulberi nanocristaline dopate pentru aplicatii fotocatalitice (ex. pe baza detio 2 ) Pulberi nanocristaline pentru aplicatii antiseptic/antifungice (ex. Ag-ZnO) Pulberi dopate cu metale tranzitionale sau lantanide pentru aplicatii senzoriale (ex. titanati, zirconotitanati ) Pulberi cu structura miez/invelis Studii cinetice si de mecanism in sisteme hidrotermale Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

9 Caracteristici: volum 1L; temp. max C; presiune: max atm Facilitati: PID controller Multiplicator de presiune cu aer comprimat Sistem hidraulic de pompare a apei in interiorul vasului de lucru Autoclava HP System Domenii de aplicare-sinteza pulberilor hibride nanocristaline: Pulberi hibride inorganic-organic si inorganic-biologic pentru aplicatii in nanomedicina (medicina regenerativa, biosenzori) Pulberi hibride nanocompozite pentru energetica neconventionala Generarea de cunostinte privind mecanismul si cinetica interactiunilor in sisteme inorganic-organic(biologic) in solutii la presiuni ridicate si temperaturi controlate Presarea izostatica a pulberior hibride pentru studiul proprietatilor termo-mecanice Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

10 Caracteristici: Volum max ml/h; Debit suspensie 4-32ml/min Temperatura aer: C; Debit aer 5-30 c.m./h Presiune aer: bar Facilitati: Controller touch screen Duze diferite intre 05. to 2 mm Filtru particule < 10 μm Domenii de aplicatie: Uscare rapida a nanopulberilor pentru controlul proprietatilor de curgere Micro-incapsularea nanopulberilor pentru aplicatii in nanomedicina, cosmetice si farmaceutice Spray dryer Obtinere nanopulberi cu structura core/shell Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

11 Instalatie cu depunere multipla cu flux de electroni-torr Int. Inc, SUA (TRL 5) Domenii de aplicatie: Topirea si depunerea metalelor si aliajelor refractare: W, Ni, Co, Cr, Al, Y, etc; Depunerea aliajelor cu entropie ridicata Depunerea aliajelor biocompatibile pe baza de Ti si aliaje de Ti Depunerea compusilor intermetalici Depunerea de materiale dielectrice (Al 2 O 3, SiO 2,ZrO 2, etc.) si compozite Caracteristici: 5 tunuri de capacitate 300 cmc fiecare si ontrol separat miscare fascicol de electroni X-Y 5 surse separate separate de putere a 10KW (10 KV, 1000 MA) Vid max bari Suprafata de depunere max. 350 x 350 mm (patrat) sau 350 mm diametru Sistem rotativ de depunere pe table sau bare cu lungime max. 350 mm Software particularizat si baza de date pentru evaporarea metalelor si aliajelor Control viteza de depunere si grosime depunere cu balanta de cuart Depunere simultana monostrat sau multistrat Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

12 SISTEM DE DEPUNERE PRIN EVAPORARE TERMICA IN VID Caracteristici: - 5 surse termice de evaporare actionate independent - Substrat rotativ reglabil de depunere - Vid primar si secundar pana la 10-8 torr Facilitati: depunere filme subtiri simultana monostrat sau multistrat control grosime depunere cu balanta de cuart Domenii de aplicare: - Depuneri de materiale hibride sau organice pentru aplicatii in nanomedicina, senzori, biosenzori - Depuneri de materiale hibride multifunctionale pe substraturi textile sau flexibile Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

13 Ablatie laser ICP-OES Agilent 725 Domenii de aplicatie: Analiza elementelor insotitoare sau toxice in nanobiomateriale, produse farmaceutice, alimente Analiza metalelor grele in soluri, apa, deseuri Analiza elementelor majore si impuritatilor in minereuri, metale, aliaje, polimeri, oxizi, saruri Analiza chimica a suprafetelor prin ablatie laser Caracteristici: ICP-OES computerizat Image mapping (I-MAP) technology, Domeniu complet de lungime de unde intre nm Peste 70 elemente chimice analizate Sistem de albatie laser LSX-266 pentru analiza probelor solide si acoperirilor Energie laser pulsat > 9 mj Viteza de repetare 1 20 Hz Facilitati: Sistemul de ablatie laser LSX-266 este proiectat sa asigure analiza probelor solide de metale, ceramice, plastic, sticla, roci sau matrici prelevaet din mediu Autosampler SPS 3 complet echipat cu control on-line a dilutiei Generator de vapori pentru determinarea Hg, As, Se, Sb, Te, Bi si Sn la nivel de ng/l. Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

14 Rezultate asteptate 4. Valorificarea centrului HighPTMET 1. Cercetare si formare profesionala in domenii multidisciplinare prin acorduri de cooperare cu universitati si institute de CD in domeniul TEG MATERIALE AVANSATE prin asigurarea accesului deschis la noua infrastuctura 2. Intelegerea corelatiilor fundamentale intre fenomenele la scara nano si micro pentru integrarea in procesele de fabricatie a materialelor avansate pe baza de metale neferoase, compozite si hibride 3. Formarea de clustere si retele cu parteneri din mediul industrial si academic (participare cluster HighTech Magurele, elaborarea a cel putin 8 proiecte nationale in perioada ). 4. Participarea in consortii europene si international in cadrul programului ORIZONT 2020 si ESF-COST (estimat 14 proiecte internationale in perioada ) 5. Cresterea atractivitatii IMNR, crearea a 15 noi locuri de munca si mentinerea a cel putin 35 locuri de munca in CD 6. Promovarea centrului HighPTMET ca centru TRL 5 in strategia de specializare inteligenta ADRBI Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai

15 VA MULTUMESC PENTRU ATENTIE Simpozion TGE, Aula Academiei Romane, 15 mai