Shema de realizare a proiectului 19 15 01 01 - Anul 2019 - Etapa a III-a
Faza nr. 23
Responsabil: Dr. I. Andrei
Termen de predare: 14.10.2019
Titlu: "Cercetări asupra laserilor acordabili cu mediu activ deformabil"
Abstract: În cadrul acestei faze se studiază proprietățile de lasing ale sistemelor optofluidice de tipul picăturilor lichide de dimensiuni relativ mari ce se află în levitație. Sunt prezentate date privind caracterizarea și optimizarea condițiilor de emisie a radiației de tip lasing a mediilor active deformabile microvolumetrice individuale, ce conțin soluții de colorant laser (Rh6G în apă). S-a urmărit realizarea unei metode de acordabilitate a lungimii de undă a emisiei mediilor active deformabile plasate într-un câmp acustic. Acordabilitatea semnalului de emisie a fost realizată prin creșterea intensității câmpului acustic, astfel încât să aibă loc modificarea formei cavității optice. Picăturile au fost generate cu ajutorul unei seringi medicale și au fost plasate într-un câmp acustic, generat de 72 de traductori care emit ultrasunete, la frecvența de 40 kHz. Picăturile au fost pompate optic cu un fascicul laser la lungimea de undă de 532 nm, iar semnalul de emisie a fost analizat din punct de vedere spectral. S-a observat o deplasare a lungimii de undă a emisiei picăturilor spre lungimi de undă mai mari odată cu creșterea intensității câmpului acustic folosit pentru levitaţie.
Abstract grafic:
Faza nr. 24
Responsabil: Dr. M. Zamfirescu
Termen de predare: 14.10.2019
Titlu: "Producerea de fascicule de electroni accelerați la interacția pulsurilor laser ultraintense cu jeturi supersonice de gaze nobile"
Abstract: În această fază s-a proiectat și realizat montajul experimental de la infrastructura CETAL-PW, pentru obținerea de electroni accelerați în jet de gaz la interacția cu fasciculul laser ultra-intens. Pașii preliminari pentru obținerea de fascicule de electroni cu energia de sute de MeV au constat în:
1) Optimizarea parametrilor de fascicul laser;
2) Implementarea în montajul experimental a echipamentelor pentru generarea și detecția fasciculelor de electroni accelerați;
3) Teste preliminare de verificare a alinierii fasciculului laser cu jetul de gaz.
Pulsurile laser femtosecunde ultraintense au o structură temporală și spațială extrem de complexă și uneori dificil de controlat. Obținerea unor parametri laser compatibili cu metoda accelerării electronilor în jet de gaz a reprezentat o etapă critică pentru a asigura succesul acestui gen de experiment. Au fost optimizați parametri precum: durata de puls optic prin ajustarea componentelor stretcher-compressor ale sistemului PW, deriva de fază spațială și temporală prin corectarea abaterii de la paralelism ale rețelelor de difracție din compresorul final și cel mai important, frontul de undă, respectiv focusabilitatea laserului în incinta de interacție, prin compensarea cu o oglindă deformabilă plasată în incinta de interacție. În urma achiziționării și instalării oglinzii deformabile compatibile cu fasciculul laser de clasă PW, s-a obținut un spot focal la limita de difractie, respectiv un fascicul cu simetrie circulară și diametrul de 35 um pentru oglinda de focalizare OAP de 3,2 m (f/20).
În incinta de interacție au fost montate și testate echipamentele pentru generarea jeturilor de gaz sincron cu pulsul laser la presiuni variabile în intervalul 1-30 bari. A fost instalat un senzor de front undă (Phasics) pentru a determina profilul jetului de gaz și distribuția de densitate.
Pentru detecția fasciculului de electroni accelerați a fost proiectată și realizată o extensie a incintei de interacție PW la capătul căreia a fost montat dispozitivul de detecție în timp real al pulsurilor de electroni, cu film lanex și cameră video triggerabilă. În incinta de interacție se află montat și un spectrometru de electroni cu magnet permanent, cu rol de deflexie a electronilor până la energii de câteva sute de MeV, pentru a caracteriza distribuția de energie a acestora.
S-au realizat și primele teste preliminare de accelerare de electroni la puteri laser de câțiva TW, pentru verificarea alinierii sistemului de focalizare în jet de gaz.
Abstract grafic:
a) Distribuția transversală de intensitate a radiației laser în plan focal. Diametru de fascicul - 35 um.
b) Sistemul mecanic de protecție a duzei de generare a jetului de gaz.
c) Distribuția densității de particule a jetului de gaz la diferite presiuni.
d) Filamentul de plasmă generat în jetul de gaz la 2 mm față de duză.
Faza nr. 25
Responsabil: Dr. D. Miu
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Depunerea laser şi caracterizarea morfo-structurală a straturilor nanostructurate de Au pentru biosenzori"
Abstract: Au fost realizate obiectivele fazei, şi anume: obţinerea prin depunere laser pulsată (Pulsed Laser Deposition – PLD) de straturi nanostructurate de Au pentru biosenzori şi analiza proprietăţilor morfo-structurale ale straturilor depuse.
Au fost depuse prin ablaţie laser straturi de Au în condiţii de depunere diferite: presiune depunere, număr pulsuri de ablaţie, distanţă ţintă-substrat, energie/puls. Au fost făcute depuneri pe substraturi diferite: pe substraturi de siliciu pentru microscopie SEM, pe substraturi de cuarţ sau pe straturi de polimer (PMMA) depuse pe cuarţ pentru a reproduce condiţiile în care vor fi depuşi biosenzorii de tip SAW-Love Wave. Structurile rezultate au fost caracterizate din punct de vedere morfologic prin microscopie electronică de înaltă rezoluţie (Scanning Electron Microscopy – SEM şi Atomic Force Microscopy – AFM).
În condiţiile utilizate, stratul de polimer, strat de ghidare în biosenzorii LW, nu este afectat de stratul de Au depus peste el, care este stratul sensibil în biosenzorii de tip LW.
Morfologia stratului de aur depinde în principal de presiunea de depunere şi numărul de pulsuri de ablaţie, putând fi controlat din acestea. S-au obţinut structuri care variază de la nanoparticule separate, la aglomerări de nanoparticule având dimensiuni diferite, separate de crăpături cu lărgimi diferite, la structuri extrem de poroase, în funcţie de parametrii utilizaţi. Dimensiunile crăpăturilor dintre aglomerări variază de la 6 nm pană la 25 nm, fiind în domeniul dimensiunilor porilor caracteristici pentru aurul nanoporos utilizat cu succes în alte tipuri de biosenzori, datorită compatibilităţii cu dimensiunile materialului biologic analizat.
Rugozitatea straturilor s-a determinat cu ajutorul microscopiei AFM. Un strat dens şi uniform de Au depus în vid are rugozitatea 0.7 nm. Straturi poroase depuse în 4 Torr Ar au rugozitatea de 6 nm (9800 pulsuri ablaţie), respectiv 30 nm (30000 pulsuri de ablaţie).
La distanţe mai mari de substratul-ţintă (8 cm) se obţin structuri caracteristice depunerilor cu un număr mai mic de pulsuri la distanţe mai mici (4 cm).
Au fost îndeplinite toate obiectivele prezentei faze, şi au fost create premizele pentru realizarea următoarei faze, care îşi propune realizarea de biosenzori de tip SAW-Love Wave (LW) având înglobate straturi subţiri de Au nanostructurat ca strat sensibil, şi caracterizarea acestora.
Au fost publicate 2 articole în Sensors and Actuators A şi Journal of Sensors. A fost facută o prezentare la o conferinţă (International Conference of Materials, Methods and Technologies 1-5 July 2019, Burgas, Bulgaria - Prezentare orală). De asemenea, a fost acceptat pentru publicare un articol în revista Sensors.
Abstract grafic:
Faza nr. 26
Responsabil: Dr. V. Crăciun
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Modificarea structurii benzii interzise a oxizilor metalici prin controlul presiunii de oxigen în timpul depunerii filmelor subţiri prin ablaţie laser"
Abstract: O nouă metodă de determinare a lărgimii benzii interzise a oxizilor metalici, MeOx, bazată pe spectroscopia fotoelectronilor excitaţi cu radiaţie X a fost studiată şi implementată în grupul nostru de cercetare din INFLPR. Faţă de metoda optică Tauc-Grigorovici, această metodă are avantajul major că poate fi aplicată inclusiv filmelor foarte subţiri, de până la 1-2 nm, depuse pe orice tip de substraturi, inclusiv pe cele opace cum este Si sau Ge. Valorile estimate utilizând această metodă pe filme de HfO2 şi ZrO2 depuse prin tehnica ablaţiei laser (PLD) sub o atmosferă de oxigen, a căror stoichiometrie a fost determinată prin investigaţii de retroîmprăştiere non-Rutherford, au fost similare cu cele obţinute utilizând metoda Tauc-Grigorovici pentru filme mult mai groase. De asemenea, s-a observat că valoarea benzii interzise depinde şi de stoichiometria oxidului, care la rândul ei depinde de valoarea presiunii de oxigen utilizate în timpul depunerii. După un tratament de curăţire ionică cu ioni de Ar de 500 eV pentru câteva minute, valorea măsurată a benzii interzise a fost mai mică decât valoarea iniţială, cel mai probabil datorită reducerii oxidului din cauza pulverizării selective a atomilor de oxigen, mult mai uşori decât cei de Hf sau Zr. Această reducere chimică a oxidului a fost confirmată şi de măsurările XPS ale concentraţiei Hf şi O.
Măsurări de conductivitate electrică şi termică ale filmelor de oxid de zinc şi indiu au arătat că valorile rezistivităţii electrice şi conductivităţii termice depind de valoarea presiunii de oxigen din timpul depunerii şi sunt corelate conform legii Wiedemann-Franz. De asemenea, măsurări de fotoluminiscenţă spectrală pe filme de Y2O3:Bi2.0 mol%,Yb10.0 mol% au indicat că valoarea presiunii de oxigen utilizate în timpul depunerii influenţează intensitatea emisiei optice.
În concluzie, rezultatele obţinute în această fază au confirmat că:
a) valoarea presiunii de oxigen în timpul depunerii laser pulsate (PLD) afectează stoichiometria filmelor depuse;
b) stoichiometria filmelor (raportul metal/oxigen) afectează proprietăţile electrice, termice şi optice ale filmelor subţiri;
c) tehnica PLD este extrem de utilă pentru studii privind legăturile dintre stoichiometrie-structură şi proprietăţi fizico-chimice ale filmelor de oxizi metalici.
Abstract grafic:
Faza nr. 27
Responsabil: Dr. Andrada Lazea-Stoyanova
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Caracterizarea procesului de producere a particulelor metalice în jet de plasmă la presiune atmosferică"
Abstract: Scopul acestei faze a fost obţinerea şi caracterizarea particulelor metalice, fabricate dintr-o gamă extinsă de metale, folosind jetul de plasmă la presiune atmosferică, precum şi caracterizarea procesului de sinteză bazat pe plasmă.
Pentru a înţelege motivaţia din spatele studiului sintezei particulelor metalice prezentat în acest raport trebuie menţionat că acesta are o componentă generală şi una particulară. Motivaţia generală este dată de tendinţa la nivel global a pieţei de desfacere pentru particule metalice nanometrice, se estimează o creştere de la 12.35 miliarde USD în 2017 la 25.26 miliarde USD în 2022 [1]. O creştere similară se observă şi pentru piaţa particulelor metalice micrometrice [2]. Acest lucru este determinat de continua diversificarea a aplicaţiilor în care sunt implicate particulele metalice, ca rezultat al industrializării rapide şi al urbanizării. Aşadar, sinteza de particule metalice este un domeniu industrial de mare interes.
Obţinerea particulelor s-a făcut utilizând jetul de plasmă de radiofrecvenţă (RF), la presiune atmosferică. Precursorii metalici utilizaţi au fost precursori solizi. Studiul a completat gama de materiale utilizate, astfel particule de nichel, fier şi crom au fost produse. Particulele au fost caracterizate prin SEM şi EDX. Investigaţii de spectroscopie optică de emisie au fost realizate pentru caracterizarea plasmei, iar măsurarea temperaturilor de proces s-a făcut folosind un dispozitiv special creat pentru acest scop. Se concluzionează că puterea de RF este un parametru esenţial ce determină caracteristicile particulelor (mărime, formă) şi că temperatura măsurată la electrodul legat la masă/substrat creşte împreună cu creşterea puterii aplicate. Totuşi, creşterea temperaturii nu are un caracter liniar pe tot intervalul de putere de RF aplicat.
Abstract grafic:
Faza nr. 28
Responsabil: Dr. M. Nistor
Termen de predare: 14.11.2019
Titlu: "Sinteza cu plasmă a filmelor subţiri de oxizi pentru aplicaţii în optoelectronică"
Abstract: Filme subţiri transparente şi conductoare de Nd:ZnO au fost depuse pe substraturi monocristaline de Al2O3 orientate după axa c prin tehnologia de ablaţie cu fascicul pulsat de electroni. Aceste filme subţiri prezintă structură cristalină de tip wurzit pentru temperaturi ale substratului > 300°C şi o epitaxie bine definită în raport cu substratul monocristalin de Al2O3. Imbunătăţirea calităţii cristaline a filmelor a condus la valori ale rezistivităţii cuprinse între 5.65 x 10-3 Ωcm la temperatura camerei şi 5.12 x 10-4 Ωcm la 500 °C pentru care se obţin şi cele mai bune valori ale mobilităţii electronice şi ale transparenţei.
Faza nr. 29
Responsabil: Dr. O. Toma
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Sinteza şi studiul de noi materiale oxidice pentru creşterea eficientei celulelor fotovoltaice"
Abstract: Au fost sintetizate probe ceramice de TiO2 dopate cu erbiu şi yterbiu prin reacţie în fază solidă şi probe nanocristaline de Er:Yb:TiO2 prin metoda sol-gel. Proprietăţile structurale ale probelor au fost investigate prin difractometrie de raze X. Proprietăţile spectroscopice ale materialelor au fost investigate prin spectroscopie optică (reflectanţă difuză, luminescenţă pompată prin upconversie, analiza curbelor de extincţie a luminescenţei). Probele nanocristaline sintetizate prin metoda sol-gel prezintă luminescenţă prin upconversie mai intensă decât probele ceramice sintetizate prin reacţie în fază solidă.
Abstract grafic:
Faza nr. 30
Responsabil: Dr. A. Staicu
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Studiul spectroscopic al soluţiilor de medicamente iradiate cu fascicul laser, supuse la condiţii de hipergravitaţie"
Abstract: În această etapă s-a realizat studiul comparativ al proprietăţilor optice prin metode spectroscopice UV-VIS şi FTIR înainte şi ulterior expunerii la condiţii de hipergravitaţie (diferite niveluri de gravitaţie între 1 şi 20 g) a unor soluţii de fenotiazine: clorpromazina, tioridazina, promazina şi prometazina neiradiate şi iradiate cu fascicul laser Nd:YAG emis la 266 nm pentru diferite intervale de timp, între 0 şi 4h.
În ceea ce priveşte evoluţia în timp a spectrelor de absorbţie în domeniul spectral UV-VIS a soluţiilor de fenotiazine iradiate cu fascicul laser am putut observa uşoare modificări în cazul ambelor seturi de probe - necentrifugate cât şi supuse hipergravitaţiei. A fost pus în evidenţă faptul că pentru toate probele centrifugate, în special cele expuse un timp mai îndelungat la radiaţie laser, spectrele înregistrate suferă un efect hipocrom. Sunt necesare investigaţii pentru probe supuse unor condiţii reale de hipergravitaţie (aflate la bordul unei navete spaţiale) pentru a confirma că acest efect este rezultatul nivelurilor ridicate de gravitaţie.
Analiza spectrelor FTIR ale celor patru fenotiazine indică modificări la nivel molecular a compuşilor iniţiali cu generare de fotoproduşi ce conţin grupări fenol şi sulfoxid în urma expunerii la radiaţia laser emisă în domeniul spectral UV. Cu toate acestea, am observat că toate soluţiile, atât cele neiradiate cât şi cele ce au interacţionat cu fascicul laser nu au suferit modificări la nivel molecular în timpul supunerii la condiţii de hipergravitaţie.
Abstract grafic:
Faza nr. 31
Responsabil: Dr. F. Dumitrache
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Prepararea de nanostructuri magnetice pe bază de fier folosind senzitivanţi reactanţi exotici în procese de piroliză cu laser"
Abstract: Au fost sintetizate prin piroliză laser și analizate diferite nanoparticule pe bază de fier: 1) Nanopulberi de Fe dopate cu N, folosind laserul cu CO2 având λ=10.74 µm; 2) Nanopulberi de Fe dopate cu B folosind laserul cu CO2 având λ=10.59 µm; 3) Nanopulberi de oxid de Fe sintetizate folosind vapori de etanol ca senzitivant pentru laser CO2 (O18) λ=9.245 µm. Folosind lungimea de emisie pe linia 10P34- amoniacul a fost utilizat ca agent senzitivant optim, obţinând pulberi preponderent cu structură cristalină de Fe metalic, Fe4N sau FeN0.088, acestea prezintă un conținut neobișnuit de ridicat de fier (50-75 at.%) şi un conținut scăzut de oxigen (23-37 at/%), astfel că o parte importantă din legăturile Fe se prezintă ca fier zerovalent, restul fiind în stările obișnuite de ionizare Fe2+ şi Fe3+. Procesul de piroliză laser implicând amestecul reactiv format din Fe(CO)5 şi B2H6 a condus la formarea de NPs cu o slabă cristalinitate, funcție de cantitatea de B înglobată, particulele prezervă sau nu, Fe zerovalent. Folosind vapori de etanol ca senzitivant pentru laser CO2 având λ=9.245 µm analizele EDX relevă următoarea compoziţie elementală: 2.1 at% C, 35.5 at% Fe si 62.4 at.% O, astfel că raportul Fe/O este foarte apropiat de 2/3 specific γFe2O3.
Abstract grafic:
Faza nr. 32
Responsabil: Dr. R. Cristescu
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Fabricarea filmelor subţiri de materiale compozite nanostructurate şi funcţionalizate bazate pe nanoparticule magnetice multifuncţionale de tip „core-shell” prin MAPLE pe diferite substraturi specifice metodei de investigare"
Abstract: Filme subţiri compozite bazate pe un polimer conductor (Lignina grefata cu polianilina, PANI-LIG) în care s-a încorporat sulfat de gentamicină (SG) sau nanoparticule de magnetită încărcate cu SG (Fe3O4@ SG) au fost depuse prin tehnica evaporării laser pulsate asistate de o matrice (MAPLE). În această fază: a) am sintetizat nanoparticule de magnetită funcţionalizate cu antibiotice; (b) am preparat ţintele MAPLE folosite în procesul de depunere; (c) am stabilit parametrii optimi pentru obţinerea unui transfer nealterat al biomaterialelor iniţiale; (d) s-au caracterizat din punct de vedere fizico-chimic filmele obţinute: transferul nealterat cvasi-stoichiometric al biomaterialelor iniţiale (FTIR), file hidrofile (udabilitate) cu o rezistenţă la coroziune ridicată (teste electrochimice) şi o natură slab cristalină (XRD); aceste filme subţiri au prezentat o înglobare uniformă a particulelor de magnetită şi antibiotic în matricea polimerică (SEM, AFM); (e) analizele biologice au demonstrat că acoperirile compozite sintetizate prin MAPLE pot oferi o protecţie eficientă împotriva dezvoltării biofilmelor microbiene, fără a induce vreo citotoxicitate către celulele MG-63 testate; (f) a fost dovedită eficienţa tehnicii de depunere folosite. Scopul a fost obţinerea unor acoperiri pe bază de titan nanostructurate şi funcţionalizate pentru aplicaţii biomedicale, care ar putea induce proprietăţi multifuncţionale dispozitivelor implantabile, cum ar fi eliberarea controlată a substanţei active terapeutice sub acţiunea unui câmp magnetic şi / sau electric.
Abstract grafic:
Faza nr. 33
Responsabil: Dr. A. Groza
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Depuneri de straturi subtiri ceramice pe suporti polimerici prin tehnica de pulverizare magnetron în radio-frecventă; Caracterizare structurală şi morfologică"
Abstract: În această fază au fost prezentate rezultatele obţinute în urma depunerilor de straturi bioceramice de fostat de calciu pe suporţi polimerici termosensibili în descărcări magnetron de radio frecvenţă în diferite condiţii experimentale. Starea staţionară a plasmei şi parametrii optimi de depunere au fost identificaţi prin monitorizarea fluctuaţiilor temporale ale ratei de depunere şi măsurarea temperaturii la substratul polimeric pe durata procesului de depunere. Analiza compoziţiei plasmei de depunere a fost realizată prin spectrometrie de masă.
Structura elementală şi moleculară a depunerilor obţinute pe suporţii polimerici determinată prin spectroscopie de dispersie a electronilor şi spectroscopie de infraroşu cu transformata Fourier a indicat formarea unei structuri amorfe de CaP. Analizele morfologice ale straturilor subţiri obţinute realizate prin microscopie electronică de baleiaj şi microscopie de forţă atomică au arătat o modelare termică a substratului datorită încălzirii acestuia pe durata procesului de depunere. Straturile de CaP prezintă o structură granulară dependentă de presiunea de lucru.
Abstract grafic:
Faza nr. 34
Responsabil: Dr. C. Poroşnicu
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Caracterizarea proprietăților mecanice ale filmelor de WFeCr de interes pentru fuziunea termonulceară"
Abstract: EUROFER (9Cr-1W), reprezintă materialul structural de referință pentru viitoarele reactoare DEMO și modulul de testare ITER. Aceast studiu prezintă caracterizarea noilor materiale structurale obținute prin aliaje de film subțire co-depuse pe substrat de W și C. Straturile compozite de W-Fe-Cr au fost co-depuse prin metoda Arcului Termoionic în Vid și au fost caracterizate pe baza structurii, compoziției și proprietăților mecanice ale acestora.
S-a aplicat XRF pentru a determina concentrația elementelor din fiecare probă exprimată în procente atomice, raportat la fiecare distribuție a anodului în incinta de depunere. De asemenea, s-au efectuat mapări de suprafață, dovedind o distribuție spațială a concentrației elementelor pe suprafața probei investigate. SEM a fost folosit pentru a investiga morfologia suprafeței pentru co-depuneri. Investigațiile structurale au fost efectuate prin metoda XRD. Metodele de nanoindentare și tribologie au fost aplicate pentru a efectua măsurări ale durității și parametrilor modulului elastic. Aceste investigații au fost efectuate pentru a determina influența compoziției filmului subțire asupra coeficienților de frecare și duritate. În cele din urmă, s-au determinat profilele elementare de adâncime și grosimea fiecărui strat depus cu ajutorul metodei GDOES. Prin urmare, s-a observat uniformitatea de distribuție a elementelor în volumul straturilor subțiri.
Abstract grafic:
Faza nr. 35
Responsabil: Dr. D. Ighigeanu
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Materiale compozite pe bază de cauciuc natural şi amidon obţinute prin iradiere cu electroni acceleraţi"
Abstract: Obiectivul fazei a constat în dezvoltarea unor metode de vulcanizare/croos-linking prin iradiere cu electroni acceleraţi a unor compozite elastomerice utilizând ca materiale de umplutură şarje naturale. S-a testat stabilitatea materialelor compozite în câmp de electroni acceleraţi şi în medii corozive.
Pentru evaluarea rezistenţei la electroni acceleraţi, au fost iradiate la 150 kGy, 300 kGy şi 450 kGy materiale compozite de tipul Nr/St. (cauciuc natural/amidon). Concentraţia de amidon în amestecuri a variat de la 10 pană la 50 phr. Înainte şi după iradiere au fost realizate determinări mecanice, fizico-chimice şi structurale. S-au realizat şi teste de absorbţie în apă şi soluţii corozive (ulei sintetic, soluţii de H2SO4 şi NaOH 50%) la 23 ± 2 °C. Pentru evaluarea cantitativă a randamentului de grefare şi ruperii lanţurilor (degradarea) în compozite, s-a calculat raportul p0 /q0 aplicând ecuaţia Charlesby-Pinner (unde p0 reprezintă densitatea de degradare, iar q0 densitatea de reticulare). Pentru ca un material elastomeric să fie stabil în câmp de radiaţii este absolut necesar ca raportul p0/q0 <1 . Rezultatele obţinute pentru acest raport (valorile fiind: 0.1365, 0.1291, 0.1253, 0.1164 şi 0.1440 pentru 10, 20, 30, 40 şi respectiv 50 phr amidon) coroborate cu variaţiile proprietăţilor mecanice, demonstrează că materiale de tipul NR/St. pot fi utilizate în câmp de electroni acceleraţi până la 450 kGy.
Dezvoltarea unor metode de vulcanizare/croos-linking prin iradiere a constat în obţinerea de materiale compozite pe bază de elastomer EPDM/rumegus. Dozele de iradiere au fost cuprinse între 75-600 kGy, iar concentraţia de filler (rumegus) a variat între 5 şi 50 phr. Pentru toate materialele procesate prin iradiere au fost realizate determinări mecanice, fizico-chimice şi structurale. Rezultatele mecanice obţinute demonstrează efectul pozitiv al rumeguşului asupra elastomerului. Variaţia acestor proprietăţi cu creşterea dozei de iradiere este datorată apariţiei reticulării între lanţurile elastomerice şi a grefării materialului de umplutură pe lanţurile polimerice. De asemenea, valori scăzute ale raportului p0/q0 (valorile obţinute fiind: 0.1148, 0.0889, 0.0812, 0.1204 pentru 5, 10, 15 şi 20 phr rumeguş în amestec) sunt asociate cu o interacţie radical-radical îmbunătăţită în polimerul compozit.
Abstract grafic:
Faza nr. 36
Responsabil: Dr. M. Filipescu
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Stabilire model de heterostructuri bazate pe oxizi şi silicaţi metalici (oxid de hafniu, oxid de aluminu, silicat de hafniu, silicat de aluminiu); determinarea parametrilor experimentali optimi pentru obţinerea de heterostructuri prin PLD şi RF-PLD"
Abstract: In zilele noastre, acoperirile antireflx care prezintă un prag ridicat de distrugere sunt studiate intens datorită dezvoltării unor lasere de mare putere cu pulsuri ultra-scurte.
In această etapă raportăm depunerea şi caracterizarea acoperirilor antireflex (AR) bazate pe filme subţiri de oxizi dielectrici pentru optica laserilor de putere mare. Filmele subţiri de Al2O3, SiO2 şi HfO2 combinate în heterostructuri cu 5 şi 7 straturi au fost obţinute în atmosferă controlabilă de oxigen, la temperaturi ridicate (600 ˚C) pe substraturi de cuarţ, prin depunere laser pulsată (PLD) şi depunere laser pulsată asistată de descărcare în radio-frecvenţă (RF-PLD). Tintele au fost iradiate cu lungime de undă laser de 266 nm.
De asemenea, silicatul de hafniu şi silicatul de aluminiu sunt considerate materiale dielectrice potenţiale pentru acoperiri antireflex. Aceste materiale au fost obţinute sub formă de filme subţiri (mono- strat) prin iradierea ţintelor de oxizi metalici cu diferite lungimi de undă (193 nm şi 1064 nm) în 0.01 mbar de oxigen; în timpul depunerilor substraturile au fost încălzite la 600 °C.
Proprietăţile probelor obţinute au fost investigate folosind următoarele tehnici: microscopie de forţă atomică, microscopie electronică cu baleiaj, spectroscopie de energie dispersivă cu raze X, difracţie de raze X şi spectro-elipsometrie.
Straturi de silicat de hafniu şi silicat de aluminiu netede, uniforme, cu rugozitate mică au fost obţinute pentru λ= 193 nm şi Φ = 1 J/cm2. Atât procentul de HfO2, cât şi procentul de Al2O3 încorporate în stratul de silicat corespunzător sunt influenţate de valoarea fluenţei laser utilizate. Fluenţa laser mai mare induce o concentraţie mai mare de oxid de hafniu sau oxid de aluminiu în straturi.
Structurile multi-strat bazate pe HfO2/Al2O3 şi HfO2/SiO2 au suprafeţe uniforme, cu o valoare scăzută a rugozităţii, fără crăpături micro sau nanometrice. De asemenea, pe suprafeţele tuturor filmelor analizate, au fost identificate formaţiuni asemănătoare „grăunţelor”, rar distribuite, cu dimensiuni de sute de nanometri. Grosimea heterostructurilor, evaluate utilizând metoda elipsometriei, a fost de aproximativ 800 nm.
Faza nr. 20b
Responsabil: Dr. I. Tiseanu
Termen de predare: 9.12.2019
Titlu: "Analiza cantitativă a caracteristicilor pulberilor metalice și a porozității componentelor realizate prin manufacturare aditivă prin microtomografie de raze X și procesare de imagini. Comparație cu analiza 2D a imaginilor metalografice - partea II - Comparație cu analiza 2D"
Abstract: Principala activitate desfăşurată în această fază a constat din analiza nedistructivă a pieselor printate 3D prin tomografia de raze X și aplicarea unor module avansate software pentru defectoscopie şi metrologie (VGstudi MAX vs Avizo).
Pentru confecționarea unei probe test din polimer cu diferite grade de umplere a fost utilizată o imprimantă 3D.
Au fost realizate comparaţii ale secţiunilor virtuale prin reconstrucţiile 3D cu imaginile optice ale unor secţiuni extrase prin analiza distructivă şi s-au confirmat diferenţele de structură internă ce au la bază factorul de umplere diferit.
Factorul de umplere s-a evaluat prin algoritmi diferiţi din principalele pachete software comerciale: VGstudio Max si Avizo. Adiţional au fost demonstrate procedee de binarizare aplicate asupra reconstrucţiilor prin programul Avizo. Acestea se pot aplica pentru realizarea simulărilor mecanice pe piesele investigate.
Abstract grafic:
