Project duration/durata proiectului: 03/08/2020-20/07/2022
Project code/Cod proiect: PN-III-P2-2.1-PED-2019-3763
Stage 1 August-December 2020
Etapa I August-Decembrie 2020
Stage name - Obtaining Supermalloy@oxide and Sendust@oxide composite powders and preliminary research on obtaining Supermalloy@oxide@polymer and Sendust@oxide@oxide composite powders and compact composites (preliminary research).
​
Denumire etapă - Obținerea de pulberi compozite de tipul Supermalloy@oxid și Sendust@oxid și cercetări preliminare cu privire la obținerea de pulberi compozite de tipul Supermalloy@oxid@polimer și Sendust@oxid@polimer și compacte compozite (cercetări preliminare).
English
This stage was mostly dedicated to obtaining and characterizing magnetic powders. During this stage, Sendust powders (Fe85Si9Al6) and Supermalloy powders alloyed with aluminum (Ni70.5Fe18.8Mo4.7Al6) were obtained by mechanical alloying starting from elementary powders. Aloying times were up to 20 hours. The powders obtained were characterized in terms of structural, morphological, compositional, thermal stability, etc. After the synthesis of Sendust and Supermalloy powders alloyed with Al, they were coated with an oxide layer. Several techniques were used for the oxide coating: surface oxidation in air temperature, oxidation in hydrochloric acid, oxidation using nitrate + nitrite + sodium hydroxide and by the browning method using a commercial browning kit with which browning is done in the industrial environment. Sendust@oxide and Supermalloy+Al@oxide powders were characterized by structural, morphological, compositional, thermal stability, etc. It have been set the optimal milling parameters necessary to obtain Sendust and Supermalloy + Al powders. The core-shell composite powders of Sendust@oxide and Supermalloy+Al@oxide were homogenized with polymer and the double-coated composite materials with double core-shell structure were obtained. Sendust@oxide and Supermalloy+Al@oxide composite powders were also sintered by spark plasma sintering. Research on obtaining double-layer powders and compact composites are preliminary studies, preliminary tests.
​
Română
Această etapă a fost dedicată în marea sa majoritate obținerii și caracterizării pulberilor magnetice. În cadrul acestei etape au fost obținute pulberi de tipul Sendust (Fe85Si9Al6) și pulberi de Supermalloy aliate cu aluminiu (Ni70,5Fe18,8Mo4,7Al6) prin aliere mecanică pornind de la pulberi elementale. Timpii de măcinare au fost de până la 20 de ore. Pulberile obținute au fost caracterizate din punct de vedere structural, morfologic, compozițional, al stabilității termice etc. După sinteza pulberilor de tipul Sendust și Supermalloy aliat cu Al s-a trecut la acoperirea acestora cu un strat de oxid. Pentru acoperirea cu oxid s-au utilizat mai multe tehnici: oxidare superficială în temperatură în aer, oxidare în acid clorhidric, oxidare utilizând azotat+azotit+hidroxid de sodiu și prin metoda brunării utilizând un kit de brunare comercial cu care se face brunarea în mediu industrial. Pulberile Sendust@oxid și Supermalloy+Al@oxid au fost caracterizate structural, morfologic, compozițional, al stabilității termice etc. S-a studiat influența aluminiului asupra formării soluției solide se Supermalloy comparativ cu datele pe care le aveam cu privire obținerea aliajelor Supermalloy. Am stabilit parametrii optimi de măcinare necesari obținerii de pulberi Sendust și Supermalloy + Al. Pulberile compozite de tip structură miez-coajă de Sendust@oxid și Supermalloy+Al@oxid au fost omogenizate cu polimer și s-au obținut materiale compozite cu structură miez-coajă dublu acoperite. De asemenea, pulberile compozite Sendust@oxid și Supermalloy+Al@oxid au fost sinterizate în plasmă. Cercetările privind obținerea de pulberi dublă acoperire și compacte compozite sunt studii preliminare, încercări preliminare.
​
​
Stage 2 - January - December 2021
Etapa 2 - Ianuarie - Decembrie 2021
​
English
Stage name - Obtaining sintered composites with oxide matrix and compact composites with polymer matrix
​
Română
Denumire etapă - Obținerea de compacte compozite sinterizate cu matrice oxidică și compacte compozite cu matrice polimerică
Engligh
In this stage, composite magnetic compacts based on Sendust (Fe-Si-Al) and Supermalloy (Ni-Fe-Mo) and Permalloy (Ni-Fe) alloyed with aluminum (Al-Supermalloy and Al- Permalloy). Al-Permalloy and Al-Supermalloy are two new magnetic alloys developed in this project for use mainly in sintered soft magnetic compact composites and secondary composites with polymer matrix. Composite compacts, with both, oxide matrix (especially silicon oxide and aluminum oxide) were obtained by reactive sintering by spark plasma sintering, and compact with polymer matrix by densification of core-shell composite powders - alloy@oxide@polymer. The composite compacts were obtained directly by sintering in toroidal form, or were obtained in cylindrical form and then by mechanical processing they came in toroidal form. Polymer matrix compacts were obtained directly in toroidal form. For sintering in by spark plasma sintering, the sintering installation developed within the group of Magnetic and Nanomaterials Materials (MagMatNano) within the Technical University of Cluj-Napoca was used. Composite compacts, of both types, have been characterized in terms of structural, microstructural and density, thermal, electrical and magnetic point of views. The influence of sintering parameters on the properties of composite magnetic compacts was studied. The influence of aluminum on the densification of materials has been shown. For the compacts with polymer matrix, the influence of the densification parameters on the structural and magnetic properties and the influence of the magnetic phase/polymer ratio were studied. Two oral presentations were made, two ISI articles were submitted for publication, an abstract for a prestigious conference in France for 2022 was submitted, and 3 bachelor theses and two master theses.
​
Română
În cadrul acestei etape s-au obținut compacte magnetice compozite cu baza Sendust (Fe-Si-Al) și cu baza de Supermalloy (Ni-Fe-Mo) și Permalloy (Ni-Fe) aliate cu aluminiu (Al-Supermalloy și Al-Permalloy). Al-Permalloy și Al-Supermalloy sunt două noi aliaje magnetice dezvoltate în cadrul acestui proiect cu destinația utilizării în compacte compozite magnetice moi sinterizate în mod principal și cu matrice polimerică în mod secundar. Au fost obținute compacte compozite atât cu matrice oxidică (în special oxid de siliciu și oxid de aluminiu) prin sinterizare reactivă în plasmă, cât și compacte cu matrice polimerică prin densificarea pulberilor compozite de tipul core-shell - aliaj@oxid@polimer. Compactele compozite au fost obținute direct prin sinterizare în formă toroidală, sau au fost obținute sub formă cilindrică și apoi prin prelucrare mecanică au ajuns sub formă toroidală. Compactele cu matrice polimerică au fost obținute direct în formă toroidală. Pentru sinterizare în plasmă s-a utilizat instalația de sinterizare dezvoltată în cadrul grupului Materiale Magnetice și Nanomateriale (MagMatNano) din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca. Compactele compozite, de ambele feluri, au caracterizate din punct de vedere structural, microstructural și al densității, termic, electric și magnetic. A fost studiată influența parametrilor de sinterizare asupra proprietăților compactelor magnetice compozite. S-a arătat influența aluminiului asupra densificării materialelor. Pentru compactele cu matrice polimerică s-a studiat influența parametrilor de densificare asupra proprietăților structurale și magnetice și influența raportului fază magnetică/polimer. S-au făcut două prezentări orale, s-au trimis spre publicare două articole ISI, un abstract pentru o conferință de prestigiu în Franța pentru anul 2022 și s-au realizat 3 lucrări de licență și două lucrări de disertație.
Stage 3 - January-July 2022
Etapa 3 – Ianuarie-Iulie 2022
English
​
Stage name – Soft magnetic composite cores obtained by sintering with oxides matrix and soft magnetic composites with polymer matrix. Experimental demonstrator
​
Română
Denumire etapă - Miezuri magnetice compozite cu matrice oxidică obținute prin sinterizare și miezuri magnetice compozite cu matrice polimerică. Demonstrator experimental.
English
This stage was largely dedicated to the production and characterization of sintered magnetic cores with oxide matrix and magnetic cores with polymer matrix. Composite magnetic cores were produced by plasma sintering from Fe-Si-Al and Ni-based alloys (Ni-Fe-Al and Ni-Fe-Mo-Al) powders with various chemical compositions. These two Ni-based alloys are new, innovative alloys developed during this project implementation. Ni-based and Fe-based composites compacts with oxide matrix were obtained by reactive sintering. The compacts in which the powders were coated with resin have a polymetric matrix. Sintered compacts have a plus in terms of magnetic permeability and induction but have higher frequency losses compared to those with a polymer matrix. The correlation of the properties of the magnetic cores with the synthesis routes for the sintered and polymerized cores, the simulation / modeling of the magnetic characteristics of the obtained compacts were also some of the important aspects that were worked on during this stage. The analysis of the concept and the experimental demonstrator was of great importance during this stage. Technological itineraries for the production of composite magnetic cores and possible applications were analyzed. Two scientific articles were written for Q1 journals, a national patent application was drafted, a bachelor's thesis and a dissertation on topics within the project were written.
​
Română
Această etapă a fost dedicată în mare parte producerii și caracterizării de miezuri magnetice sinterizate cu matrice oxidică și miezuri magnetice cu matrice polimerică. S-au produs miezuri magnetice prin sinterizare în plasmă din pulberi de Fe-Si-Al cu diverse compoziții chimice și compacte compozite din aliaje cu baza Ni (Ni-Fe-Al și Ni-Fe-Mo-Al). Aceste două aliaje cu baza Ni sunt aliaje noi, inovative, realizate în cadrul prezentului proiect. Compactele cu baza Ni și baza Fe au o matrice oxidică obținută prin sinterizare reactivă. Compactele în care pulberile au fost acoperite cu rășină au o matrice polimetrică. Compactele sinterizate au un plus în ceea ce privește permeabilitatea magnetică și inducția, dar au pierderi în frecvență mai mare comparativ cu cele cu matrice polimerică. Corelarea proprietăților miezurilor magnetice cu rutele de sinteză pentru miezurile sinterizate și polimerizate, simularea/modelarea caracteristicilor magnetice ale compactelor obținute au fost, de asemenea, unele dintre aspectele importante la care s-a lucrat în cadrul acestei etape. Analiza conceptului și a demonstratorul experimental a fost de mare importanță în cadrul acestei etape. S-au analizat itinerariile tehnologice pentru producerea de miezuri magnetice compozite și posibilelor aplicații. Au fost redactate două articole științifice pentru reviste din Q1, s-a redactat o cerere de brevet național, au fost realizate o lucrare de licență și una de disertație cu teme din cadrul proiectului.
Image Title
This is your Image Description paragraph. It’s a great place to add a description of the image displayed in this section, and a few more words about your business, your site or what you do. Use a friendly and conversational tone to engage as many users as possible!