INCDIE ICPE – CA la Salonul Cercetarii – 2008

Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrica ICPE-CA a venit in intampinarea nevoii de cercetare, dezvoltare si inovare cu produse noi, care imbraca cu succes efortul cercetarii, avand aplicabilitate nationala si nu numai.
Rezultatele cercetarii s-au materializat in produse interesante, prezentate la Salonul Cercetarii – 2008, dintre care vom enumera in continuare doar cateva.

MICROFIRE
Microfirul este format din miez de metal si o izolatie continua din sticla. S-au realizat in cadrul institutului 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 posibilitate de manipulare intr-o gama larga de temperaturi, de la -80oC pana la 250 ºC.
Domeniile de aplicare ale microfirelor sunt numeroase: senzori magnetici cu microfire; ecranare electromagnetica; etichete antifurt din 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.

MATERIALE CARBONICE FUNCTIONALIZATE DESTINATE STIMULARII BIOSINTEZEI
DE ANTOCIANI IN SISTEME VEGETALE IN VITRO
Sunt compusi noi, materialele carbonice avand posibilitati multiple de functionalizare, cu potential aplicativ in domeniul biotehnologic.
Aplicatiile pot fi in domeniul biotehnologic, in obtinerea pe cale naturala de metaboliti secundari (compusi naturali, bioactivi, de mare interes in alimentatie, cosmetica si medicina), ca elicitori speciali (aditivi) in culturi de callus de vita de vie (Vitis Vinifera) sau in optimizarea biosintezei unor nutraceutice (N) de interes economic (picnogenol, rezveratrol, pigmenti antocianici).

NANOCOMPOZIT MAGNETIC TIP FIER-ZAHARIDA BIOMAG
Biomag este un nanocompozit de tip fier-zaharida, cu dimensiuni ale particulelor de maximum 1 nm, avand un miez inconjurat de un polimer biocompatibil si o zaharida. Produsul se prezinta sub forma unei solutii coloidale, poate fi utilizat in diagnosticarea tumorilor maligne, reprezentand o noutate atat in plan local, cat si international. Nanocompozitul poate fi utilizat si pentru tratamentul tumorilor prin hipertermie si la transportul tintit al medicamentelor, utilizand un camp magnetic oscilant.
Avantajele nanocompozitului sunt: nu este invaziv, nu prezinta toxicitate pentru celulele sanatoase, inlatura efectele produse de iradierea tratamentului clasic.

MICROSISTEM DE TIPUL GMR/ VALVA DE SPIN CU STRATURI NANOMETRICE
DE FIXARE A SPINILOR
Microsistemul de tip GMR este o structura monolitica, realizata sub forma unui strat subtire feromagnetic, si se bazeaza pe efectul de magneto-rezistenta gigantica.
Demonstratia realizata de ICPE-CA este un microsenzor bazat pe acest efect, avand aplicatii in: sisteme de monitorizare a mediului, senzori pentru industria auto, senzori de camp magnetic, senzori de pozitie unghiulara.
Avantajele microsenzorului sunt: stabilitatea termica foarte buna a semnalului electric; lipsa histerezisului magnetic; curentii de alimentare sunt mai mici de 10 mA in regim de curent continuu; coeficientii de demagnetizare sunt identici dupa orice directie a campului magnetic, in planul senzorului.

ELEMENTE DE SECURIZARE CU MICROFIRE FEROMAGNETICE
Elementele de securizare sunt constituite din materiale compozite inteligente, fapt ce permite utilizarea lor ca elemente de securizare in validarea electronica.
Avantajele securizarii cu microfire constau in: posibilitatea identificarii de la distanta; proprietatile magnetice sunt stabile chiar si la temperaturi inalte si medii corozive; gama mare de temperaturi functionale; stabilitate la ecranare – codurile ecranate cu panouri metalice pot fi citite; stabilitate la actiuni mecanice; dimensiuni si consum mici.
Pentru microfibrele cu proprietati speciale, de ultima generatie, ce permit si inscrierea informatiei, avantajele sunt: cantitatea de coduri create este foarte mare; informatia poate fi citita atat de la o sursa stationara, cat si de la o sursa in miscare; codarea este imposibil de distrus, atat in camp magnetic continuu, cat si variabil (codare fiabila); posibilitatea de a citi informatia de pe orice cod aleator orientat in spatiu.
Principalele aplicatii sunt legate de securizarea hartiilor de valoare, a documentelor fiscale si a timbrelor speciale, prin codificarea magnetica.

STAND EXPERIMENTAL CU MODEL DE CENTRALA HIDROPNEUMATICA,
ACTIONATA DE VALURI
Modelul functional optimizat al centralei actionate de valuri va avea o putere instalata de 5 kW, fiind prima centrala electrica avand in componenta o turbina hidropneumatica.
In ceea ce priveste fenomenologia ce sta la baza principiului hidropneumatic al turbinei au fost studiate mai multe aspecte: canalul hidrodinamic cu sistem de producere a valurilor, microturbina pneumatica si microgeneratorul electric sincron.

PULBERI NANOCRISTALINE DE FePtNbB
Nanoparticulele magnetice pe baza de FePt prezinta un mare interes datorita aplicarii lor potentiale in imprimari magnetice de densitate ultrainalta, senzori magnetici de sensibilitate foarte mare si magneti permanenti nanocompoziti avansati, utilizati la fabricarea de nanodispozitive.
Efectele socio-economice si de mediu: exploatarea nanoparticulelor magnetice dure de marime cuantificabila si a materialelor nanostructurate va conduce la o bresa in zone ca productia de materiale, nanoelectronica, medicina si sanatate, mediu, energie, chimie, biotehnologie, agricultura, tehnologia informatiei si securitatii; elaborarea de generatoare de conceptie modulara cu magneti permanenti nanocompoziti pe baza de FePt pentru instalatii eoliene.

MODUL AUTONOM DE SUPRAVEGHERE, DETECTIE, ACHIZITIE SI TRANSMITERE
DE DATE SI INFORMATII INTEGRAT CU SOLID STATE COMPUTER
Echipamentul este o combina modulara multisenzor realizata din cinci module si interfete ce asigura comunicarea cu punctul de comanda de la sol.
Potentialii utilizatori ai produsului pot fi din domeniul fortelor terestre, fortelor navale, precum si din randul fortelor de ordine si siguranta interna, autoritati de mediu, pentru monitorizarea dezastrelor ecologice, inundatii, alunecari de teren, cutremure.

MASINA DE ECHILIBRAT DINAMIC ROTOARE CU MASE MAI MICI DE 2 kg
Produsul face parte dintr-o noua generatie de masini-unelte specializate, care implica lucrul cu calculatorul si un personal calificat. Productia si exploatarea produsului nu au implicatii negative asupra mediului inconjurator, ba mai mult, avantajele folosirii produsului sunt cresterea fiabilitatii produselor, reducerea zgomotelor si vibratiilor.
Utilizatorii sunt societatile comerciale constructoare de masini, producatorii de motoare electrice, de giroscoape, axe turbine, pompe, turbogeneratoare.

SISTEM LOCAL INTELIGENT DE OPTIMIZARE A CONSUMURILOR ELECTRICE PENTRU MENTINEREA UNUI MICROCLIMAT OPTIM IN INTERIORUL UNEI FERME AVICOLE
Produsul realizat urmareste masurarea si optimizarea conditiilor de mediu intr-o ferma avicola si reducerea consumurilor de energie electrica.
Efectele economice sunt: mentinerea unui microclimat in cadrul unei ferme avicole, reducerea consumurilor energetice, reducerea costurilor cu personalul, introducerea unui sistem nou de monitorizare a conditiilor de mediu, compatibil celor din UE, ridicarea gradului de siguranta si reducerea mortalitatii in cadrul efectivelor de pasari odata cu variatiile de clima din exterior. Utilizatorii sunt fermele avicole.

KIT DIDACTIC, PANOU FOTOVOLTAIC – ELECTROLIZOR – PILA DE COMBUSTIE
Este un sistem energetic de alimentare hibrida din mai multe surse de energie regenerabila ce contine: modul fotovoltaic pentru producerea si sustinerea cantitatii de electricitate necesara unui consumator electric; modul de conversie si stocare energetica – Electrolizor – ce serveste la conversia energiei electrice suplimentare; modul de conversie electrochimica - Pila de combustie de tip PEM – ce serveste la reconversia energiei chimice stocate in energie electrica.
Domeniul de aplicabilitate este invatamantul, in pregatirea elevilor si studentilor.

REACTOR DE OMOGENIZARE A SUSPENSIILOR CU APLICARE LA BIOGAZ
Cu ajutorul acestui model experimental se poate studia curgerea amestecurilor bifazice (lichid/solid), fenomen de importanta majora pentru optimizarea procesului de producere a biogazului.
Aplicatii: producerea de biogaz in reactoarele de fermentatie anaeroba, echipate cu sistem mecanic de omogenizare a suspensiilor.

STAND PENTRU TESTAREA SI DIAGNOSTICAREA COMPUTERIZATA
A AMORTIZOARELOR PENTRU VEHICULE FEROVIARE, IN SCOPUL IMBUNATATIRII PERFORMANTELOR DINAMICE SI PENTRU CRESTEREA SIGURANTEI CIRCULATIEI
SI A CONFORTULUI CALATORILOR
Standul computerizat este destinat incercarii amortizoarelor.
Avantaje: inregistrarile sunt independente de atentia si indemanarea operatorului; inlesnirea citirii si interpretarii curbelor redate intr-un sistem de axe cartezian; realizarea unei baze de date cu un istoric al valorilor achizitionate (forta, deplasare, timp); facilitarea sintezei si diagnozei fenomenelor masurate.
Standul realizat se adreseaza tuturor agentilor economici care au ca domeniu de activitate revizia/repararea materialului rulant de cale ferata.

DURIFICAREA CU FASCICUL DE ELECTRONI (DFE)
Este o metoda de tratament termic la suprafata metalelor cu ajutorul unui FE concentrat, de mare densitate, in vid.
Avantajele durificarii cu FE sunt: elimina toate dezavantajele tratamentelor conventionale; energia consumata la DFE reprezinta cca 5% fata de procesele conventionale; viteza de durificare este de 60-90 mm/s; piesele nu se deformeaza, nu sufera modificari, nu necesita prelucrari ulterioare; se poate executa numai in zonele de pe piesa solicitate mecanic la uzura; piesa poate fi deja inglobata in plastic sau rasina, deoarece ea nu se incalzeste.
Aplicatiile sunt in domeniul electrotehnic si de mecanica fina, in domeniul industriei automobilelor, pentru partile taietoare ale sculelor si cutitelor masinilor si in alte domenii, acolo unde este nevoie de un strat dur, pentru ca poate sa reziste la uzura.
CREUZETE DENTARE CERAMICE
Au fost realizate trei tipuri de materiale ceramice compozite:
MC50 – material compozit pe baza de ceramica mulit-cordierita; ZSA – material compozit pe baza de ceramica de silicat de zirconiu si siliciu; CZ75 – material compozit pe baza de oxid de siliciu si carbura de siliciu.
Caracteristicile acestora sunt: rezistenta foarte buna la soc termic, proprietati mecanice superioare, proprietati fizico-chimice bune, omogenitate compozitionala buna, acuratete dimensionala.
Aplicatii: creuzete ceramice pentru topirea si turnarea aliajelor dentare din metale pretioase si/sau nepretioase.

DISTANTIERI PENTRU SUPORTI REZISTENTE
Sunt utilizati in cuptoarele electrice de tratament termic si sunt sub forma de tuburi ceramice. Tuburile ceramice sunt realizate din ceramica de tip cordierit, o ceramica pe baza de silicati de aluminiu si magneziu. Piesele au rezistenta mare la soc termic si porozitate ridicata si sunt realizate prin tehnologia de extrudare.

PRESETUPE CERAMICE
Presetupa este o presgarnitura pe care beneficiarul o utilizeaza in echiparea unor cuptoare electrice de tratament termic ce functioneaza la temperaturi ridicate. Sunt executate doua tipuri de presetupe: presetupa de borna, pentru bornele elementelor de incalzire, si presetupa termocuplu, pentru trecerile izolante ale termocuplelor.

MATERIALE FLEXIBILE, SUBTIRI, PENTRU PROTECTIE LA RADIATII ELECTROMAGNETICE
Aceste materiale sunt compozite, cu matrice polimerica, ramforsate cu tesaturi metalizate sau carbonice.
Aplicatiile sunt multiple: protectia eficienta a echipamentelor electronice, asigurandu-se atenuari de cca 65 dB; protectia factorului uman prin confectionarea de articole de imbracaminte din aceste materiale; protectia locuintelor; protectie impotriva interferentelor electromagnetice, radio, tv, gsm, statii comunicatii.
Utilizatorii sunt societatile comerciale producatoare si utilizatoare de echipamente electronice si de transmisiuni.

SENZOR DE MISCARE PIEZOELECTRIC
Acest echipament poate realiza explorarea pulmonara, din punct de vedere functional. Modificarea volumului cavitatii toracice produce o modificare a volumului de aer din plamani. Functia respiratorie externa a plamanului este explorata prin masurarea in primul rand a modificarilor de volum.
De asemenea, indicele glezna-brat poate fi determinat prin utilizarea unui echipament care include acest gen de traductor. Aceasta este o metoda rapida, simpla si neinvaziva de apreciere a perfuziei arteriale la nivelul membrelor inferioare.

REZERVOR DE HIDROGEN PE BAZA DE HIDRURI DE Mg
Rezervorul are o capacitate mare de stocare a hidrogenului in stare solida, sub forma de hidruri de magneziu.
Aplicabilitatea produsului poate fi in alimentarea pilelor de combustie sau a altor surse autonome de energie sau pentru alimentarea autovehiculelor.
Efectele socio-economice si de mediu sunt: realizarea unor rezervoare de hidrogen mici, usoare si sigure pentru montarea pe autovehicule sau pentru alte aplicatii; asigurarea unei functionari indelungate a rezervorului prin realizarea unui numar mare de cicluri reversibile de absorbtie-desorbtie a hidrogenului; solutie economica de stocare prin utilizarea unui material ieftin (Mg) si cu resurse naturale bogate; dezvoltarea automobilului ecologic, alimentat cu hidrogen.
MICROACTUATOR CU MEMBRANE POLIMERICE
Functionarea microactuatorului se bazeaza pe efectul piezoelectric sau se poate baza pe efectul electrostrictiv.
Aplicatiile principale ale produsului pot fi: pozitionarea cu precizie a unui obiect, datorata miscarii liniare pe o axa, precizie care ajunge la aproximativ 2 nm, si reglarea sau controlul unei microvalve pe un circuit fluidic.

PULBERI MECANOCOMPOZITE PENTRU STOCAREA HIDROGENULUI DE TIP Mg76Ti12Fe(12-x)Ni x; x=4 sau 8
Pulberile sunt utilizate pentru stocarea in faza solida a hidrogenului, cea mai sigura metoda de stocare. Cantitatea maxima de stocare a hidrogenului in aceste materiale este de 5,33 % masa hidrogen. Materialele pot elibera hidrogenul la temperaturi cuprinse intre 300 si 360oC, la o presiune de 1,2 – 1,5 atm.

MATERIALE CU MEMORIE A FORMEI DE TIP NiTiX (X=Cu,Fe,Nb)
Materialele cu memorie a formei de tip NiTiX (X = Cu, Fe, Nb) sunt materiale care au fost obtinute prin metodele specifice metalurgiei pulberilor, efectul de memorie fiind asigurat de transformarea reversibila.
Materialele au aplicatii industriale (senzori, sisteme microelectromecanice MEMS, microdispozitive de prindere, robotica) si medicale (microvalve, micropompe, microendoscoape, microdispozitive de prindere, distantatoare, dispozitive tactile, cleme pentru prinderea nervilor etc.).

ANTIOXIDANTI NATURALI
Fitomaterialul pulverulent rezultat la extractia alcoolica a unui material vegetal are o activitate puternica antioxidanta, radioprotectoare si anticarcinogenica, constituindu-se ca materie prima pentru obtinerea unui agent de radio si fotoprotectie a organismelor vii.
Din multiplele aplicatii putem enumera: folosirea ca adaos alimentar in produse de larg consum pentru populatie, ca protectie antioxidanta, pentru prepararea de produse farmaceutice si cosmetice, poate fi folosit ca adjuvant si tratament contra cancerului, a bolilor de stomac si a insuficientelor renale si ca stimulent de crestere pentru productia agricola.

GENERATOR ELECTRIC SINCRON EXCITAT CU MAGNETI PERMANENTI (5kW), PENTRU APLICATII DE CONVERSIE HIDRAULICA
Pentru minimizarea costurilor de productie s-a ales solutia retehnologizarii unui motor electric tip AT160M-8B, prin transformarea din motor electric asincron in generator electric sincron, cu excitatie realizata cu magneti permanenti din pamanturi rare, avand o putere masurata de 4,956 kW.
Se pot evidentia mai multe posibilitati de functionare-exploatare a unei microcentrale hidro cu generator sincron: functionare pe retea independenta sau functionarea pe retea de putere infinita.
Potentialii beneficiari sunt unitatile producatoare de masini electrice, pentru productia de generatoare electrice sincrone, avand excitatia realizata cu ajutorul magnetilor permanenti de mare energie.

MICROGENERATOR ELECTRIC PENTRU APLICATII IN SURSE REGENERABILE
Kit-ul demonstrativ poate fi folosit pentru viteze mici si medii ale vantului (<20m/s). Miniturbina eoliana este realizata dintr-o elice de aeromodelism si un motor cu magneti, putand fi folosita la incarcarea unui acumulator de telefon mobil, unui iPod si la alimentarea unui aparat foto sau radio.
Cu ajutorul Kit-ului se pot efectua lucrari de laborator, de initiere pentru licee si colegii.

ALIAJE DE CoCrTi SI TiAlNb ACOPERITE CU CARBON
Aceste substraturi metalice au fost debitate prin electroeroziune si apoi, dupa o pregatire adecvata a suprafetei, au fost acoperite, prin tehnica magnetron sputtering, cu straturi carbonice (Diamond like Carbon).
Aplicatiile principale sunt in domeniul medical: depunerea pe instrumentarul de chirurgie pentru a mari perioada si numarul de sterilizari; in controlul infectiilor, datorita faptului ca materialul este bioinert; acoperirea protezelor pentru evitarea infectiilor.