Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english

CNAA / Teze / 2022 / mai /

Cercetări privind omiterea efectelor de priză dintre suprafețele metalice și nemetalice prin intermediul peliculelor de grafit


Autor: MARIN Laurențiu
Gradul:doctor în tehnică
Specialitatea: 05.03.01 - Procedee şi utilaje de prelucrare mecanică şi fizico-tehnică (pe ramuri)
Anul:2022
Conducători ştiinţifici: Pavel Topală
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat „A. Russo” din Bălţi
Petru Stoicev
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea Tehnică a Moldovei
Instituţia: Universitatea Tehnică a Moldovei

Statut

Teza a fost susţinută pe 27 mai 2022 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 30 septembrie 2022

Autoreferat

Adobe PDF document1.54 Mb / în română
Adobe PDF document0.98 Mb / în engleză

Teza

CZU 621.7.012(043.21)

Adobe PDF document 7.64 Mb / în română
209 pagini


Cuvinte Cheie

electrod de grafit, descărcări electrice în impuls, regim de subexcitare, pelicula de grafit, adeziv poliuretanic, formațiuni spațiale de carbon, fulereni, nanotuburi

Adnotare

Lucrarea este compusă din: Introducere, patru capitole, concluzii generale și recomandări, bibliografie din 169 titluri, o anexă, 126 pagini text de baza (până la Bibliografie) 168 figuri (71 în teză şi 97 în anexă) și 24 tabele (8 în teză şi 16 în anexă). Rezultatele obținute sunt publicate în 24 lucrări științifice.

Domeniul de studii: ştiinţe inginereşti și tehnologii.

Scopul lucrării: elaborarea tehnologiei de formare a depunerilor de grafit aplicate prin DEI în vederea omiterii efectului de priză și aderență a suprafețelor metalice cu alte suprafețe metalice sau nemetalice.

Obiectivele lucrării:
- identificarea condițiilor tehnologice de formare a peliculelor de grafit pe suprafețe metalice în cazul aplicării descărcărilor electrice în impuls (DEI);
- elaborarea modelului fizic de formare a depunerilor de grafit în condiții optime;
- determinarea compoziției chimice, structurale și de fază a depunerilor formate pe suprafețele lucrătoare a pieselor;
- determinarea proprietăților funcționale (solubilitate, absorbție, anti-aderență, anti-adeziune, anti-coroziune) a peliculelor de grafit depuse;
- elaborarea recomandațiilor de aplicare în practică a peliculelor de grafit.

Noutatea şi originalitatea ştiinţifică a lucrării: Noutatea ştiinţifică principală rezultată chiar din titlul tezei o constituie faptul că s-a elaborat o tehnologie de aplicare a unor pelicule aderente de grafit pe o suprafaţă metalică printr-un procedeu inovativ şi anume descărcări electrice în impuls. Pelicula de grafit astfel obţinută are capacitatea de diminuare a aderenţei între doua suprafeţe metalice sau nemetalice care vin în contact. Modalitatea de verificare tehnică a aceastui atribut al peliculei de grafit reprezintă o altă noutate ştiinţifică şi a fost realizată prin utilizarea unui adeziv poliuretanic structural, concepție științifică a doctorandului. O noutate ştiinţifică subsidiară a tezei o reprezintă obţinerea şi identificarea prin analize specifice a formaţiunilor de tip fulerene şi de nanotuburi de carbon în pelicula de grafit depusă prin procedeul descărcărilor electrice in impuls.

Rezultatele obținute care contribuie la soluționarea unei probleme științifice importante: In urma tratamentului DEI pe suparfețele metalice s-au depus pelicule de grafit ale căror proprietăti s-au studiat în cadrul lucrărilor tezei.

Problema științifică importantă soluționată: a constat în diminuarea semnificativă a efectului de priză și aderență a suprafețelor metalice cu alte suprafețe metalice sau nemetalice la temperaturi normale sau sporite, prin formarea depunerilor carbonice cu aplicarea DEI, aceste conținând structuri de tipul fulerenilor si nano-tuburilor monoparientale. În acest context s-a determinat modul de conexiune a componentelor în circuitul de decărcare: piesă (anod) și electrodul-sculă (catod), dat fiind faptul că în acesta schemă tehnologică, se asigura atat eficiența eroziunii sculei căt și transferul de material pe suprafața prelucrată și formarea depunerii.

Semnificația teoretică: În baza cercetarilor teoretice si experimentale a fost înaintată și fundamentată o nouă ipoteză a fenomenului eroziunii, care vine să demonstreze, că acesta este unul complicat, fiind de natura fizică, chimică și de bombordament cu particule energetice (disipare catodică) iar în baza acestor constatări, în lucrare este elaborat un model fizico-chimic și tehnologic al eroziunii grafitului și formării depunerilor carbonice cu fulereni și nanotuburi sub acțiunea descărcărilor electrice în impuls în condiții normale.

Valoarea aplicativă a tezei: Lucrările ştiinţifice ce s-au derulat în cadrul tezei de doctorat, sunt importante deoarece s-au stabilit parametrii tehnologici ai procedeului de aplicare a peliculelor de grafit prin descărcări electrice în impuls pe suprafeţe metalice. De asemenea, în urma lucrărilor de cercetare s-a identificat o metodă nouă de obţinere a formaţiunilor spaţiale tip fulerene şi nanotuburi de carbon. Proprietăţile antiaderente ale peliculei de grafit au valoare tehnologică deosebită în procesele tehnologice care presupun alunecarea unei suprafețe pe alta în scopul diminuării frecărilor reciproce, în scop antiblocaj la structurile ”şurub/piuliţă”, la diminuarea aderenţei între materialul fluid – sticla - şi pereţii matriţei la curgerea printr-o matriţă a unui material topit. Peliculele carbonice, formate pe suprafețele pieselor aplicate în procesele de turnare a sticlei, sporesc funcționalitatea lor de cca 3 ori, înlăturând efectul de aderență și protejându-le pe acestea antirefractar, iar cele aplicate pe suprafețele îmbinărilor ”șurub-piuliță” înlătură efectul de priză chiar și pentru temperaturi de 800 C.

Implementarea rezultatelor științifice: în baza rezultatelor științifice a încercărilor reale la întreprinderea ÎS „Fabrica de sticlă” din Chișinău a fost obținut un act de implimentare. Rezultatele științifice sunt aplicate și la elaborarea curricumului privind cursului de Master: „Tehnologii moderne și inovații în inginerie” din cadrul Universității de Stat „Alecu Russo” din Bălți. 7

Cuprins


1. STUDIUL BIBLIOGRAFIC PRIVIND REALIZĂRILE TEHNICO-STIINTIFICE ÎN DOMENIUL PROBLEMEI CERCETATE
  • 1.1. Depunerea din stare de vapori (PVD) în strat subțire prin metode fizice
  • 1.2. Depuneri în strat subțire prin metode chimice (CVD)
  • 1.3. Depuneri în strat subțire de peliculă de carbon.
  • 1.4. Concluzii la capitolul I

2. MATERIALE ŞI METODICA REALIZĂRII CERCETĂRILOR EXPERIMENTALE
  • 2.1. Obținerea epruvetelor experimentale
  • 2.2. Instalația experimentală de generare și aplicare a descărcărilor electrice în impuls
  • 2.3. Stabilirea condițiilor tehnologice ale procedurii de aplicare a peliculelor de grafit prin descărcări electrice în impuls
  • 2.4. Tehnologia formării peliculelor de grafit prin procedeul descărcărilor electrice în impuls
  • 2.5. Adezivul poliuretanic experimental pentru demonstrarea proprietăților de antiaderență a peliculei de grafit
  • 2.6. Verificarea capacității funcționale de reducător al aderenței a peliculelor de grafit depuse prin procedeul descărcărilor electrice în impuls
  • 2.7. Analiza termogravimetrică a peliculei de grafit
  • 2.8. Metodica stabilirii proprietăților anticoroziune a peliculelor de grafit
  • 2.9. Concluzii la capitolul II

3. PROGRAMA ȘI METODOLOGIA CERCETĂRILOR EXPERIMENTALE
  • 3.1. Analiza dependenței dintre forma electrozilor de grafit și uzura acestora
  • 3.2. Analiza peliculei de grafit efectuată prin spectroscopie în raze X
  • 3.3. Analiza chimică și spectrală a peliculei de grafit
  • 3.4. Analize de microscopie electronică SEM a peliculei de grafit
  • 3.5. Formarea peliculelor de grafit pe suport din siliciu
  • 3.6. Cercetări RAMAN a compoziției fazice a depunerilor de grafit
  • 3.7. Modelul fizic al formării peliculelor de grafit obținute prin aplicarea descărcărilor electrice în impuls
  • 3.8 Aspecte tehnologice la formarea depunerilor carbonice pe suprafețele pieselor executate din aliaje ale fierului
  • 3.9. Concluzii la capitolul III

4. CERCETAREA EXPERIMENTALĂ– PROPRIETĂȚILE FUNCŢIONALE ALE PELICULELOR DE GRAFIT
  • 4.1. Termograma peliculei de grafit depusă prin DEI
  • 4.2. Analiza chimică a peliculelor carbonice depuse prin procedeul DEI
  • 4.3. Analiza prin microscopie electronică SEM a peliculelor de grafit a eșantioanelor 10/1.5/600/250 și 10/1.5/600/200 după tratarea cu ά Cl naftalină
  • 4.4. Analiza termografică a eșantionului 10/1.5/600/250 după tratarea cu ά Cl naftalină
  • 4.5. Stabilirea proprietăților de antiaderență a peliculelor de grafit prin intermediul adezivului structural poliuretanic
  • 4.6. Proprietăți antipriză ale peliculelor de grafit
  • 4.7. Rezistența la uzură a peliculelor de grafit
  • 4.8. Rezistența la coroziune a peliculelor de grafit
  • 4.9. Concluzii la capitolul IV

CONCLUZII GENERALE.
RECOMANDĂRI TEHNOLOGICE
PROPUNERI DE PERSPECTIVĂ
BIBLIOGRAFIE
ANEXE
Declaraţia privind asumarea răspunderii
CV Marin Laurentiu