Axa prioritară: 1 Educaţia şi formarea profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere Domeniul major de intervenţie: 1.5 Programe doctorale şi postdoctorale în sprijinul cercetării Titlul proiectului: Creşterea atractivităţii şi performanţei programelor de formare doctorală şi postdoctorală pentru cercetători în ştiinţe inginereşti - ATRACTING Cod Contract: POSDRU/159/1.5/S/137070 Beneficiar: Universitatea Politehnica Timişoara FIŞA ATELIERULUI TEMATIC Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca TEMA ATELIERULUI: Studiul unor sisteme vitroase cu aplicatii in inginerie preparare, investigare structurala, caracterizare comportamentala, aplicatii. Numele şi prenumele ETS AT, inclusiv gradul didactic: 1. Prof. dr. Culea Eugen (responsabil atelier) 2. Conf. dr. ing. Pascuta Petru Facultate/Departament/Institut de care aparţin: 1. Facultatea de Ingineria Materialelor si a Mediului/ Departamentul de Fizica si Chimie/ Universitatea Tehnica din Cluj - Napoca (responsabil atelier) 2. Facultatea de Ingineria Materialelor si a Mediului/ Departamentul de Fizica si Chimie/ Universitatea Tehnica din Cluj - Napoca Locul de desfăşurare a atelierului: (institut/departament/centru de cercetare, laborator cu toate datele de contact (adresă, tel., e-mail) Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca/ Departamentul de Fizica si Chimie/ Centrul de Cercetare pentru Fizica si Chimia Materialelor Avansate, B-dul Muncii nr.103-105, salile C02, C401, C417 si C418, telefon 0264401262, eugen.culea@phys.utcluj.ro. http://research.utcluj.ro/tl_files/research/research%20domain/fizica/2_culea.pdf http://www.phys.utcluj.ro/resurse/laboratoare/researchcentre/index/meniu.html Încadrarea temei atelierului în domeniile prioritare ale proiectului (Energie, Tehnologiile Informaţiei si Comunicaţiilor, Mediu, Biotehnologii, Produse, procese şi materiale inovative sau domenii conexe acestora): Produse, procese şi materiale inovative
Descrierea domeniul de interes vizat de atelierul tematic (max. 400 cuvinte): Atelierul propus vizeaza prezentarea unor activitati legate de studierea unor sisteme vitroase cu aplicatii tehnologice. Activitatile propuse a fi prezentare sunt considerate a fi fundamentale pentru domeniul vizat si au menirea de a oferi o imagine cat mai cuprinzatoare asupra unei cercetari desfasurate asupra unor materiale vitroase. Activitatile propuse a fi prezentate sunt: prepararea unor probe vitroase din sistemul Bi 2 O 3 -PbO-Fe 2 O 3 (calculul compozitiei probelor, cantarirea si omogenizarea amestecurilor, topirea); caracterizare structurala complexa (difractie de raze X, caracterizare prin metode de analiza termodiferentiala, investigare prin spectroscopie UV-Vis, spectroscopie IR + microscopie IR, spectroscopie de rezonanta electronica de spin (RES), microscopie de forta atomica; caracterizare comportamentala (masuratori de densitate, de indice de refractie, masuratori de susceptibilitate magnetice in functie de temperatura, masuratori electrice). Cunoştinţele pe care le poate dobândi participantul la atelier şi aplicabilitatea acestora (enumerare, fără explicaţii): preparare probe vitroase prin metoda traditionala melt-quenching; cunostinte legate de utilizarea unor metode de investigare structurala si de caracterizare comportamentala; cunostinte legate de prelucrarea datelor experimentale obtinute prin tehnicile de investigare prezentate; cunostinte privind modul de corelare a informatiilor astfel dobandite (corelarea informatiilor obtinute prin metode de investigare complementare, corelarea informatiilor structura proprietati). Deprinderile pe care le poate dobândi participantul la atelier ca urmare a activităţilor practice prevăzute: deprinderi legate de prepararea probelor vitroase; deprinderi legate de utilizarea unor tehnici de investigare si caracterizare comportamentala; deprinderi legate de prelucrarea datelor experimentale furnizate de mai multe tehnici de investigare. Atelierul tematic contribuie la formarea sau consolidarea următoarelor competenţe: competente privind cunostinte legate de sisteme vitroase; competente legate de utilizarea unor tehnici de investigare structurala si comportamentala;
competente legate de prelucrarea datelor experimentale obtinute prin mai multe tehnici de investigare; competente legate de corelarea datelor experimentale obtinute. Aparatura specializată care se foloseşte în cadrul atelierului: Nr. crt. Denumirea echipamentului * (aparat, stand sau instalaţie) Firma producătoa re Anul fabric aţiei 1 Difractometru de raze X Shimadzu 2007 Caracteristici principale Putere maxima: 3kW; Stabilitate pe tubul de raze X de ±0,01%, atit in tensiune, cit si in curent; Reproductibilitate unghiulara:0,0002; Mod de scanare: θ sau 2θ; numai θ sau numai 2θ; Pasul minim al unghiului: 0,0001 pentru θ si 0,0002 pentru 2θ; Starea actuală a echipamentu lui 2 Sistem de analiza TG\DTA Perkin Elmer 2008 Balanta diferentiala orizontala Precizie foarte buna la temperaturi inalte: 0.1 C; Domeniul de masurare TG (senzitivitate): 200 mg (0,2 μg); Domeniul de masura DTA (senzitivitate): +/- 1000μV (0.06 µvolt); Timp de racire de la 1000 0 C la 50 0 C: < 15 min.; Domeniul larg de temperatura: ambient... 1500 0 C; Atmosfera controlata: aer, gaz inert. Rata de programare: 0.01 100 0 C/min Rata debitului de gaz de purjare: 0 1000 ml/min.; Se pot folosi creuzete: Platina, Aluminiu, Alumina; Volumul probei: 45 μl; Software de simulare in orice conditii. 3 Spectrometru FTIR & microscop JASCO 2006-2008 Spectrometru FTIR Domeniu: 350-4000 cm -1 ; Rezoluţie 0.5 cm -1 ; Beam-splitere: Ge/KBr; Poziţionare automată a opticii, apertură reglabilă; Pachet software SpectraManager; Microscop Domeniul maxim de masura: 13000 300 cm -1 ; Mod de lucru: prin transmisie, reflexie si ATR; Aperturi variabile; Obiectiv mirror 8x Cassegrain si condenser mirror 8x Cassegrain; Observarea probei pe display de 5 inch LCD, ATOS (Aperture Through Optical System), imaginea prin camera CCD; Aria de observare a probelor: 1.2 x 0.9 mm, aria minima de masurare 100 μm x
4 Spectrometru RES ADANI 2008 5 Spectrometru UV-Vis 6 Balanta de susceptibilitati magnetice Perkin Elmer Home made 2008 1985 7 Microscop de forta atomica SUA 2004 8 Cuptor pentru sinterizare Nabertherm 2011 9 Balanta analitica cu kit de densitate KERN - Germania 2011 * Echipamentele didactice nu se consideră echipament de cercetare 100 μm cu detectorul DLATGS si 20 μm x 20 μm cu detectorul MCT; Limita de detectie:8x10 Spini/0,1 mt Puntea de microunde: puterea 10 µw - 100 mw; frecventa de microunde 9.3-9.55 GHz; Domeniul campului magnetic 0-600 mt Modulatia in amplitudine 5 µt - 0.7 mt Modulatia in frecventa 100 khz. Cu posibilitate de masurare a probelor solide (pulberi) şi lichide; Domeniul spectral : 190-1100 nm; Domeniul masurare: -6.000 la +6.000 A; 0 la 300% T; Moduri de masurare: A, %T, %R, E. Reproductibilitate: +/-0.0005 A pe tot domeniul de masura, +/- 0.05%T pe tot domeniul de masura; Precizie: +/- 0.001A pe tot domeniul de masura; Stabilitate: 0.00015 A/h ( la 500 nm, 2 s raspuns); Optica: dublu fascicul, retea de difractie holografica. Balanta de tip Faraday folosita pentru studiul proprietatilor magnetice in campuri de pana la 1 T si temperaturi 80 1200 K. Sensibilitatea balantei: 10-7 emu/g. Sistem AFM-PicoSPM echipat cu controler NanoScope III; Poate fi folosit pentru a masura topografia suprafetei, modulul longitudinal de elasticitate si duritatea probelor. Temperatura maxima 1200 C operare usoara, tastatura protejata; Programare exacta in pasi de 1 o C, respectiv 1 min.; Timp ajustabil pentru o rampa de incalzire; Timp ajustabil pentru mentinerea la temperatura selectata; Parametrii de reglare se pot schimba; Termocuplu tip Tip K (1200 o C); Setarea timpului de pornire. Precizie 0,1 mg; Capacitate maxima de cantarire 160 g; Reproductibilitate 0,1 mg; 5 trepte de filtrare ale vibratiilor; Afisaj digital cu cristale lichide; Platan din otel-inox cu diametrul 80 mm; Functie de schimbare automata a unitatilor de masura; Posibilitatea cantaririi sub balanta; Cantarire netto-total; Cantarire dinamica;
Programul AT (4 zile a câte 8 ore): (exemplu) Interval orar Conţinutul activităţii ETS AT care efectuează activitatea ** ZIUA 1 8-8.50 Înregistrarea participanţilor, prezentarea tematicii atelierului, înmânarea documentaţiei de lucru 9-10.50 Prelegerea tema 1: A. Metode de preparare a probelor vitroase (melt-quenching, sol-gel, cu utilizarea undelor de soc, prin tehnici de iradiere, etc.) ; B. Tehnici de caracterizare comportamentala a sistemelor vitroase (masuratori de densitate, indice de refractive). 11-12 Vizitarea laboratorului în care se desfăşoară activităţile AT Lucrarea experimentală 1: A. Prepararea unor probe vitroase din sistemul Bi 2 O 3 -PbO- Fe 2 O 3 (calculul compozitiei probelor, cantarirea si 16-20 omogenizarea amestecurilor, topirea); B. Masuratori de densitate si indice de refractie efectuate asupra probelor obtinute. Pentru cele 3 lucrari experimentale se va face prezentarea lucrării, determinări practice efectuate de doctoranzi, discuţii, prelucrarea datelor experimentale, interpretarea rezultatelor 8-9.50 10-12 16-20 ZIUA 2 Prelegerea tema 2: Investigarea probelor vitroase prin difractie de raze X si analiza termodiferentiala. Prezentarea unor facilitate din disponibile in Centrul de Cercetare pentru Fizica si Chimia Materialelor Avansate (spectrometrul RMN). Lucrarea experimentală 2: A. Analiza structurala prin difractie de raze X; B. Investigarea probelor prin analiza termodiferentiala. Pentru cele 3 lucrari experimentale se va face prezentarea lucrării, determinări practice efectuate de doctoranzi, discuţii, prelucrarea datelor experimentale, interpretarea rezultatelor. ZIUA 3 8-9.50 Prelegerea tema 3: Tehnici spectroscopice utilizate la investigarea materialelor vitroase spectroscopiile UV-Vis, IR (in infrarosu), RES (de rezonanta electronic de spin) 10-12 Prezentarea unor facilitate din disponibile in Centrul de Cercetare pentru Fizica si Chimia Materialelor Avansate (microscopul IR, microscopul de forta atomica) 16-20 Lucrarea experimentală 3: A. Inregistrarea si interpretarea spectrelor UV-Vis; B. Inregistrarea si interpretarea spectrelor IR; C. Inregistrarea si interpretarea spectrelor RES. Pentru cele 3 lucrari experimentale se va face prezentarea lucrării, determinări practice efectuate de doctoranzi, discuţii, prelucrarea datelor experimentale, interpretarea rezultatelor si 2 ZIUA 4 8-9.50 Prelegerea tema 4 Investigarea proprietatilor magnetice ale sistemelor vitroase 10-12 Lucrarea experimentală 4:
Masuratori de susceptibilitate magnetic in functie de temperatura 16-17.50 Elaborarea raportului colectiv al doctoranzilor, discuţii finale ** Fiecare ETS AT va efectua 16 ore/atelier Data:. (semnătura) 21 mai 20134. (semnătura)