Cod proiect: PN-IV-P8-8.1-PRE-HE-ORG-2024-0171
Contract: 65PHE/01.06.2024
Titlul proiectului: Proiectarea activată prin modele computaționale multiple a acoperirilor multi-componente cu entropie înaltă sigure și sustenabile – M2DESCO
Proiect finantat de UEFISCDI prin programul Cooperare europeana si internationala, subprogram Orizont Europa
Tipul proiectului: Prmeire Orizont Europa-Institutii
Valoarea totala a contractului: 211.312,00 lei
Sursa 1 – de la bugetul de stat: 211.312,00 lei

Pagina WEB a proiectului international M2DESCO

Proiectul este îndreptat spre abordarea provocărilor pentru dezvoltarea următoarei generații de acoperiri multicomponente verzi (fără substanțe toxice) și durabile (fără pământuri rare și elemente metalice critice minime) cu funcționalități, performanță și durată de viață previzibile, vizând creșterea rezistenței la uzură cu 50-100%, rezistența la coroziune crescută cu 20-40% și stabilitatea termică și rezistența la oxidare crescuta cu 30-60%) și reducerea eficientă a utilizării CRM-urilor cu 30-40%, prin integrarea modelării computaționale bazate pe AI/ML, prin proiectare Safe by Design si sustenabilitate, facilitată de caracterizarea și evaluarea cu randament ridicat. Aceste dezvoltări împreună vor conduce la o abordare și un instrument mult mai eficiente pentru a sprijini co-proiectarea materialelor de acoperire și a sistemelor de substrat, optimizarea proceselor PVD și reducerea duratei generale a ciclului de dezvoltare a noului sistem de acoperire cu 50-100%, precum și economii de materiale și reduceri ale deșeurilor pentru dezvoltarea noilor sisteme de acoperire de cel puțin 4-5 ori, comparativ cu încercările experimentale tradiționale și abordările erorilor.

Obiectivul proiectului este de a răspunde provocărilor tehnice, ecologice, legate de durabilitate pentru dezvoltarea unor game mult mai largi de acoperiri verzi și durabile multi-componente de generație următoare, cu entropie ridicată, cu funcționalități proiectate, performanță previzibilă, durata de viață programată, timp semnificativ redus al ciclului de proiectare și dezvoltare, prin explorarea completă a potențialului acestor materiale și structuri de acoperire prin modelare avansată la scară largă, prin IA și instrumente de inginerie bazată pe cunoaștere, precum și printr-un cadru solid de gestionare a datelor, cu o eficacitate și o eficiență a dezvoltării care nu au mai fost atinse până acum și, prin urmare, să aibă un impact social, economic și pozitiv ridicat asupra mediului în Europa, cu un termen mult mai scurt decât cel care utilizează practicile existente în prezent.

REZULTATE

Etapa 1

Dezvoltarea unor modele complexe pentru proiectarea și obținerea unor acoperiri pe bază de High Entropy Alloys (HEA) și High Entropy Ceramics (HEC) pornind de la principiile fundamentale, estimarea termodinamică a compoziției fazelor prin CALPHAD sau modelarea ab-inito prin software MedeA Materials Design utilizate de IMNR și implementarea Machine Learning necesită cunoștințe aprofundate de știința materialelor, chimie, fizică, chimie fizică și software și acces la baze de date. În acest scop au fost prevăzute acțiuni de training și diseminare care să asigure formarea continuă a tinerlior cercetători și specialiștilor în proiectarea ab-inito specifice a acestor materiale complexe.

1. Un training workshop la IMNR în perioada 02-03.07.202 la care au participat 7 tineri cercetători din institut au fost prezentate de specialiști din industrie principalele provocări în proiectarea și obținerea acoperirilor HEA și HEC – Training Workshop M2DESCO
2. Participarea unui cercetător din IMNR la un curs on-line privind modelarea ab-initio de materiale și acoperiri cu ajutorul modulelor software MedeA – Materials Design;
3. Participarea unui tânăr cercetător la cea de a 21-a conferință ICMR 2024, organizată în perioada 28-29 August la Glasgow, U.K.
4. Participarea la dezbaterile organizate în cadrul secțiunii M2DESCO la Conferința EmergeMAT 2024

Training workshop IMNR, 02-03.2024

Sesiune M2DESCO – EmergeMAT 7, 31.10.2024

Etapa 2

În cadrul activității A2.1. Îmbunătățirea capacităilor de modelare ab-initio a materialelor și acoperirilor pe bază de HEA s-a realizat prelungirea anuală a licenței pentru software de modelare MedeA Materials Design pentru a permite dezvoltarea de modele ab-initio ale procesului de obținere a filmelor subțiri din aliaje cu entropie înaltă (HEA) în scopul estimării proprietăților filmelor funcție de compoziție și reducerii volumului de lucrări experimentale.

A fost deasmenea organizat un workshop dedicat diseminării proiectului M2DESCO în cadrul conferinței naționale cu participare internațională EmergeMAT 8, orgainizată în format hibrid în perioada 06-07 Octombrie 2025.

Dezvoltarea acoperirilor HEA prin metode de modelare contribuie la implementarea unor tehnologii safe and sustainable by design cu efecte importante în creșterea eficienței energetice. IMNR a continuat să participe activ ca membru al Asociației Europene SPIRE având ca misiune să asigure dezvoltarea și implementareacelor mai bune practici pe toate etapele producției la scară largă a lanțului valoric existent, care să contribuie la o industrie de proces eficientă din punct de vedere al resurselor.