Obiectivul proiectului: Obiectivul principal al acestui proiect este de a obtine prin tehnica SPS noi materiale compozite supraconductoare pe baza de MgB₂ in diverse forme geometrice, cu scopul unei implementari mai facile a acestui material in dispozitive/aplicatii.

Rezultatele estimate: Se vor dezvolta noi materiale compozite supraconductoare sub forma de corp solid pe baza de MgB₂, ce vor avea proprietati functionale supraconductoare imbunatatite, dar si posibilitatea de a fi obtinute cu diverse forme geometrice direct din procesul de sinterizare sau prin prelucrare mecanica. Printr-o astfel de abordare se vor putea fi dezvoltate noi dispozitive/aplicatii/tehnologii , in special pentru ecranarea magnetica si stocarea energiei, unde acest material supraconductor, MgB₂, si-a dovedit potentialul in aceste directii. Rezultatele acestui studiu vor putea fi diseminate prin prezentari la conferinte sau prin publicarea sub forma de articol stiintific sau brevet de inventie.

Director de proiect: Dr. Mihail Burdusel

Mentor: Dr. Lucica Miu

Proiectul si-a propus fabricarea de compozite supraconductoare sub forma de corpuri solide cu diverse forme/geometrii, obtinute din pulbere de MgB₂ pura sau cu diferite adaosuri, pentru aplicatii in ecranarea si/sau stocarea energiei magnetice. Au fost obtinute corpuri solide compozite dense prin sinterizare (spark plasma sintering, SPS). Compozitele au fost fabricate prin:

(i) adaugarea unor adaosuri ce permit prelucrarea mecanica precum BN-h sau grafena;

(ii) adaugarea unor adaosuri care modifica forta de fixare a cuantelor de flux magnetic (B₄C sau Te si Ho₂O₃);

(iii) incapsularea prin SPS in folii de PET sau HDPE reciclate din ambalaje intre care se introduce MgB₂. (Fig.1)

Fig. 1. Probe obtinute prin-un procedeu de incapsulare intre doua folii polimerice de tip PET prin metoda SPS: II – pulbere de MgB2 incapsulata intre doua folii polimerice; III – fasie de MgB2 incapsulata intre doua folii polimerice.

Piesele din aceste compozite au diferite forme obtinute direct din procesarea SPS folosind matrite cu diferite geometrii (Fig. 2) sau prin prelucarea mecanica a corpurilor solide sinterizare in cazul in care MgB₂ contine adaosuri (BN-h sau grafena) ce permit modificarea formei prin aschiere (Fig. 3). Piesele din compozitul MgB₂ - BN-h cu forma cilindrica sau de pahar, individual sau amplasate in centrul unui inel feromagnetic de Fe ARMCO (sistem magnetic hibrid) au fost testate si s-a demonstrat potentialul inalt al acestora pentru a fi folosite ca scut magnetic cu ecranare eficienta cand campul magnetic extern este aplicat axial cu axa cilindria sau perpendicular pe aceasta. Rezultatele deschid noi posibilitati pentru aplicatiile magnetice de ecranare, levitatie si stocare magnetica necesare in diferite industrii. Rezultatele au fost publicate in revistele ISI de prestigiu Scientific Reports si Superconductor Science & Technology, au facut obiectul unei cereri de brevet national a carui idee, prezentata la Pro Invent, a fost premiata cu doua medalii de aur si 3 diplome de excelenta.

Fig. 2. Probe de MgB2 obtinute prin sinterizare cu metoda SPS.

Fig. 3. Probe de MgB2 obtinute prin sinterizare cu metoda SPS si prelucrare mecanica.

Dr. Mihail Burdusel

Cercetator Stiintific Gradul III