Materiale supraconductoare pe baza de MgB2
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrica ICPE-CA, in parteneriat cu Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor, Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei si SC Metav Cercetare-Dezvoltare SA, s-a implicat in derularea si finalizarea unui proiect denumit „Materiale supraconductoare pe baza de MgB2”.
Descoperirea supraconductorilor de temperatura inalta a permis utilizarea pe scara larga a materialelor supraconductoare in industrie, prin folosirea acestora in cablurile pentru transportul energiei electrice, reducandu-se astfel pierderile de energie, in medicina, prin introducerea acestor materiale in tehnicile de diagnosticare si tratament, masurandu-se campurile magnetice ale organelor interne, si in domeniul ingineriei electrice, identificandu-se doua posibile aplicatii de fabricare de dispozitive pe baza de MgB2,: limitator inductiv pentru curentii de avarie si microactuator electromagnetic liniar.
Scopul proiectului derulat de partenerii din consortiu a fost realizarea materialelor supraconductoare cu MgB2, de calitate foarte buna, sub forma de corp masiv, sarma, benzi si straturi subtiri. In cadrul proiectului s-au obtinut modele experimentale de sarma monofilamentara cu miezul ceramic si teaca metalica din cupru, argint sau inox.
Avantajele utilizarii acestor materiale supraconductoare sunt multiple: permit operarea in siguranta la temperatura scazuta, cost redus si greutate mica.
Toate aceste rezultate deosebit de importante, impreuna cu beneficiile care reies din implementarea materialelor supraconductoare in industrie, au determinat caracterul inovativ al acestui proiect derulat de partenerii din consortiu.
aparut in: Comunicate media, pe 31 august 2009.
Made in Romania: materiale supraconductoare pe baza de borura de magneziu
Cercetatori romani au dezvoltat o serie de materiale supraconductoare pe baza de borura de magneziu. Ei au obţinut modele experimentale de sârmă monofilamentară cu miezul ceramic şi teaca metalică din cupru, argint sau inox. Materialele supraconductoare permit operarea în siguranţă la temperatură scăzută, cost redus şi greutate mică si de aceea au aplicatii in industrie, in medicina si in domeniul ingineriei electrice.
Descoperirea supraconductorilor de temperatură înaltă a permis utilizarea pe scară largă a materialelor supraconductoare în industrie, prin folosirea acestora în cablurile pentru transportul energiei electrice, reducându-se astfel pierderile de energie, în medicină, prin introducerea acestor materiale în tehnicile de diagnosticare şi tratament, măsurandu-se câmpurile magnetice ale organelor interne, şi în domeniul ingineriei electrice, identificându-se două posibile aplicaţii de fabricare de dispozitive pe bază de MgB2,: limitator inductiv pentru curenţii de avarie şi microactuator electromagnetic liniar.
Proiectul numit „Materiale supraconductoare pe bază de MgB2” a fost derulat de catre cercetatorii romani de la Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei şi Radiaţiei şi SC Metav Cercetare-Dezvoltare SA.
Scopul proiectului derulat de partenerii din consorţiu a fost realizarea materialelor supraconductoare cu borura de magneziu, de calitate foarte bun��, sub formă de corp masiv, sârmă, benzi şi straturi subţiri. În cadrul proiectului s-au obţinut modele experimentale de sârmă monofilamentară cu miezul ceramic şi teaca metalică din cupru, argint sau inox.
Avantajele utilizării acestor materiale supraconductoare sunt multiple: permit operarea în siguranţă la temperatură scăzută, cost redus şi greutate mică.
aparut in: Ziarul Stiintelor, pe 31 august 2009.
Comunicat de presa ICPE-CA,
Avand in vedere problemele cu care se confrunta sistemul energetic din Romania (avarii cauzate de actiunea vantului si a depunerilor de gheata-chiciura), Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrica ICPE-CA s-a implicat in gasirea de solutii viabile privind diminuarea efectelor negative ale factorilor meteorologici asupra liniilor electrice aeriene. Astfel, in calitate de coordonator, ICPE-CA deruleaza, impreuna cu SC ICEMENERG SA-Bucuresti, Universitatea Politehnica Bucuresti-Centrul de Cercetare si Expertizare Materiale Speciale, Comitetul Electrotehnic Roman si SC TRANSELECTRICA SA-Bucuresti, un proiect care se incadreaza in tematica securitatii energetice, cu scopul de a creste siguranta in alimentarea cu energie electrica pe timpul iernii, denumit „Conductor electric aerian autoprotector la depunerile de chiciura si gheata pentru liniile de inalta tensiune”.
Proiectul isi propune o alternativa la solutiile folosite pana in prezent, care se bazeaza pe prevenirea, estimarea si topirea stratului de gheata depus pe liniile electrice aeriene, realizand un conductor electric care, cu ajutorul campului electromagnetic disipat, poate fi utilizat ca sursa de energie calorica pentru asigurarea aportului termic necesar, impiedicand astfel depunerile de chiciura-gheata.
Elementul de noutate al acestui conductor consta in faptul ca functioneaza in regim de autoprotectie, fara a fi nevoie de actionari sau manevre in acest sens, este permanent autoreglabil, fara consum suplimentar de energie, fiind de aceeasi forma si aceleasi caracteristici de exploatare ca si conductorii utilizati in prezent pentru retelele aeriene de transport de energie electrica.
Beneficiile finalizarii si implementarii acestui proiect sunt multiple: eliminarea evenimentelor accidentale cu pierderi economice majore, eliminarea disfunctionalitatilor care pot sa apara in zonele in care energia electrica este utilizata (telecomunicatii, obiective de interes national, instalatii de securitate si supraveghere), eliminarea efectelor negative asupra mediului (electrocutari, incendii). Nu in ultimul rand, beneficiile acestui proiect reies si din impactul stiintific si tehnologic, prin realizarea a doua produse tehnice originale, cu grad de noutate la nivel national si mondial, si anume: conductor electric pentru retelele de transport de energie electrica 400 kV, cu autoprotectie la depunerile de chiciura-gheata, si material multifunctional cu proprietati magneto-termice prestabilite, necesar functionarii conductorului electric aerian, material care in acest moment nu exista pe piata, dar care, odata implementat, va prezenta avantaje economice majore in multe sectoare de activitate.
Desi impactul economic, social, stiintific al proiectului coordonat de ICPE-CA este deosebit de important, cercetarile si finalizarea proiectului vor trebui continuate in conditiile in care finantarea prevazuta pentru anul 2009 s-a redus cu circa 30% .
Pentru rezultatele deosebit de inovative, partenerii din consortiu vor demara procedura de brevetare.
aparut in: Comunicate media, pe 20 august 2009.
Micro/nano materiale funcţionale inteligente.
Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA desfăşoară, în calitate de coordonator şi în colaborare cu Universitatea Tehnică Cluj-Napoca, Universitatea Politehnică Bucureşti-Centrul de Cercetare şi Expertizare Materiale Speciale, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor şi R&D Consultanţă şi Servicii, un proiect intitulat „Micro/nano materiale funcţionale inteligente”.
În cadrul acestui proiect, ICPE-CA a dezvoltat materiale cu memorie a formei de tip NiTiX (x=Cu, Fe, Nb). Aceste materiale reprezintă o clasă unică de aliaje metalice care pot să recupereze deformaţii, aparent permanente, atunci când sunt încalzite peste o anumită temperatură, prezentând cel putin două proprietăţi: efectul de memorie a formei şi superelasticitatea. Aliajele de Ni-Ti au cunoscut, în ultima vreme, o mare dezvoltare, fiind folosite cu succes pentru multe aplicaţii cum ar fi biomedicina, industria navală, aerospaţială, nucleară, de automobile, robotică.
Aliajele cu memorie a formei sunt utilizate şi în aparatura de cuplare şi de etanşeizare, deoarece acestea combină deformaţii recuperabile, mari, cu o rezistenţă considerabilă. Sistemele pe bază de NiTi sunt cele mai de succes aliaje, deoarece ele arată cea mai bună combinaţie între proprietăţile mecanice şi cele funcţionale, oferind şi o rezistenţă bună la coroziune.
Aceste materiale inteligente îşi găsesc aplicabilitatea şi în aeronautică, având în vedere faptul că manevrabilitatea unui avion depinde, în mare parte, de mişcarea clapetelor, clapete care funcţionează utilizând sistemele hidraulice. În industria aeronautică s-au cautat alternative la sistemele hidraulice, iar una dintre ele este reprezentată de aliajele cu memorie a formei. Astfel, prin îndepărtarea sistemului hidraulic, se micşorează greutatea avionului, se reduc costurile de mentenanţă şi timpul de reparaţie.
Aliajele cu memorie a formei din sistemul Ni-Ti sunt utilizate şi ca biomateriale datorită proprietăţilor mecanice bune, rezistenţei mari la coroziune şi biocompatibilităţii. Aliajele Ni-Ti sunt utilizate în medicină şi în industria dentară. Aplicaţiile vizează o paletă diversificată, de la unelte chirurgicale până la implanturi permanente, inclusiv implanturi pentru interiorul vaselor de sânge, iar pentru industria dentară se folosesc sub formă de implanturi chirurgicale şi sârme ortodontice, datorită caracteristicilor de biocompatibilitate, superelasticitate şi a proprietăţilor de memorie a formei. Recent, implanturile NiTi sunt realizate pentru chirurgia cardiovasculară, gastrointestinală şi ortopedică.
De asemenea, aceste materiale pot fi utilizate în aplicaţii de robotică, deoarece imită foarte bine comportamentul muschiului uman şi al tendoanelor, dând impresia mişcării reale, mişcare ce nu poate fi redată cu alte sisteme. O altă aplicaţie a aliajelor este sub formă de plăci pentru fixarea oaselor fracturate în domeniul osteosintezei, ajutând procesul de vindecare şi reducerea timpului de recuperare.
Pentru toate aceste rezultate deosebit de inovative, partenerii din consorţiu vor demara procedura de brevetare.
ICPE-Cercetari Avansate este un institut national cu capital integral de stat ce desfasoara activitati de traditie, recunoscute in domeniul ingineriei electrice. Detinand o importanta baza stiintifica in domeniu, INCDIE ICPE – CA ocupa o pozitie nationala semnificativa, situandu-se printre cele mai active si performante unitati de cercetare.
INCDIE ICPE-CA promoveaza si intreprinde cercetarea aplicativa in context national si international in domeniul ingineriei electrice (materiale, electrotehnologii, surse noi de energie, vibratii si echilibrari dinamice, compatibilitate electromagnetica etc.), spre folosul societatilor comerciale, private si publice, in beneficiul general al intregii societati.
Dezvoltand inovatia tehnologica pentru beneficiari, ICPE-CA creste competitivitatea acestora atat in Romania cat si in Europa. Activitatea de cercetare desfasurata promoveaza dezvoltarea economica a societatii si conduce la bunastarea sociala, in compatibilitate cu mediul inconjurator.
Ceea ce caracterizeaza astazi INCDIE ICPE-CA este atentia acordata cercetarii fundamentale si aplicative si dezvoltarii, cu un accent special pus pe cercetarea si caracterizarea de materiale, motorul dezvoltarii durabile a societatii, pe cercetarea-dezvoltarea de surse noi de energie si pe cercetarea-dezvoltarea de NEMS si MEMS.
Principalele activitati cuprind:
– cercetare fundamentala si aplicativă in sectorul ingineriei electrice;
– inginerie, probe, masuratori, expertize in laborator, in statii pilot si pe teren;
– dezvoltare tehnologica in domeniul valorificarii, procesarii deseurilor industriale şi reabilitarii ecologice;
– elaborare de normative tehnice si economice de interes national privind asigurarea cerintelor fundamentale in domeniul ingineriei electrice;
– elaborare de strategii, asistenta tehnica si consultanta in domeniul ingineriei electrice;
– informare, documentare si pregatire de personal in domeniul ingineriei electrice.
aparut in: Comunicate de presa, pe 17 august 2009.
Proiecte noi au fost demarate la ICPE-CA
Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrica ICPE-CA anunta ca a demarat doua proiecte privind aplicatii ale microfirelor.
ICPE-CA, in calitate de coordonator, alaturi de SC CEPROHART SA Braila si SC Medapteh SRL Bacau, deruleaza proiectul „Elemente de securizare cu microfire feromagnetice si senzor de camp pentru aplicatii in detectia electronica de validare”, iar in parteneriat cu Universitatea Tehnica „Gh. Asachi” Iasi – Facultatea de Textile, SC Medapteh SRL Bacau, Universitatea de Medicina si Farmacie „Gr. T. Popa” Iasi si Institutul de Chimie Macromoleculara „Petru Poni” Iasi desfasoara proiectul „Structuri textile compozite pentru sisteme de protectie impotriva radiatiilor electromagnetice”.
„In cadrul institutului s-au realizat, pana in prezent, microfire cu proprietati magnetice din aliaje pe baza de FeBSi si microfire din Cu. Aceste microfire, datorita izolatiei de sticla, ofera o rigiditate dielectrica ridicata si posibilitatea de manipulare intr-o gama larga de temperaturi, de la -80 pana la 250 grade Celsius. Aplicatiile microfirelor, ce rezulta din cele doua proiecte, sunt numeroase: senzori magnetici cu microfire, ecranare electromagnetica, etichete antifurt pentru magazine, produse si documente de autentificare, protectia marcii si controlul de acces, sisteme de incalzire sub orice tip de podea, microconductoare pentru telecomunicatii, mici transformatoare de inalta tensiune, imbracaminte de protectie pentru radiatiile electromagnetice”, se arata in comunicatul sosit pe adresa redactiei.
De asemenea, materialele compozite inteligente, aflate in compozitia lor, permit utilizarea microfirelor ca elemente de securizare in validarea electronica. Avantajele securizarii cu microfire constau in: posibilitatea identificarii de la distanta, proprietatile magnetice raman stabile chiar si la temperaturi inalte si medii corozive, gama mare de temperaturi functionale, dimensiuni si consum mic, stabilitate la ecranare si la actiuni mecanice, informatia poate fi citita atat de la o sursa stationara, cat si de la o sursa in miscare, codarea este imposibil de distrus, iar cantitatea de coduri create este foarte mare.
Astfel, principalele aplicatii ale securizarii cu microfire vizeaza securizarea hartiilor de valoare, a documentelor fiscale si a timbrelor speciale, prin codificare magnetica.
Microsistem de tip GMR
ICPE-CA deruleaza si un alt proiect, care se refera la un microsistem de tip GMR/valva de spin, cu straturi nanometrice de fixare a spinilor, in parteneriat cu Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Laserilor, Plasmei si Radiatiei, Universitatea Transilvania – Brasov si SC. Intergis SRL. Microsistemul este o structura monolitica, sub forma unui strat subtire, feromagnetic, fiind magnetic anizotrop, realizat prin metodele specifice nanotehnologiei.
„Aplicatiile microsistemului sunt in industria auto si in sistemele de monitorizare a mediului, prin senzori de rotatie, de camp magnetic, de camp electric si de pozitie unghiulara”, se arata in comunicatul sosit pe adresa redactiei.
Avantajele microsistemului constau in: stabilitate termica foarte buna a semnalului electric, lipsa histerezisului magnetic, curentii de alimentare sunt mai mici de 10mA, in regim de curent continuu, coeficientii de demagnetizare sunt identici, dupa orice directie a campului magnetic, capacitate de cuplare in circuitele integrate.
Tehnologia microsistemului de tip GMR s-a aplicat pentru „Microsenzorul magneto rezistiv de rotatie”, pentru care ICPE-CA a si primit medalia de argint la Salonul International de Inventii, Cercetare Stiintifica si Tehnologii Noi – INVENTIKA 2008.
aparut in: Top Business, pe 15 august 2009.
