Разработка ингибитора коррозии металлов на основе суспензий наночастиц оксида цинка

В результате исследования установлено, что использование наночастиц эффективно
во всех исследуемых системах; ингибитор позволяет снизить скорость коррозии в 1.5 – 7
раз в зависимости от среды и условий испытаний.

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………… 13

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР …………………………………………………………………………… 15

1.1 Ингибиторы коррозии …………………………………………………………………………… 15

1.2 Наноразмерные ингибиторы …………………………………………………………………… 16

1.2.1 «Зеленые» ингибиторы коррозии …………………………………………………………………. 16

1.2.2 Наночастицы металлов в составе защитных покрытий …………………………………. 19

1.2.3 Ингибиторы на основе золей наночастиц металлов ………………………………………. 27

1.2.4 Наночастицы в качестве контейнеров для ингибиторов ………………………………… 30

1.2.5 «Нанокраски» в качестве ингибиторов коррозии ………………………………………….. 34

1.2.6 Наночастицы без растворителя…………………………………………………………………….. 41

1.2.7 Наночастицы в неводных растворах …………………………………………………………….. 45

1.3 Влияние размерности на коррозионные свойства материалов ………………………… 48

1.3.1 Корреляция результатов ………………………………………………………………………………. 54

2 МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА …………………………………………………………….. 56

3 МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ……………………………………………………………… 60

3.1 Методика подготовки образцов и ингибиторов …………………………………………… 60

3.2 Гравиметрический метод ……………………………………………………………………….. 62

3.3 Потенциометрический метод ………………………………………………………………….. 62

3.4 Электронная микроскопия ……………………………………………………………………… 63

3.5 Рентгенофазовый анализ ……………………………………………………………………….. 64

3.6 Вольтамперометрические коррозионные испытания ……………………………………. 64

3.7 Испытания во влажной камере………………………………………………………………… 65

4 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ …………………………………………………………………. 66

4.1 Гравиметрические испытания …………………………………………………………………. 66

4.1.1 Ингибитор коррозии на основе тиомочевины и наночастиц ZnO ………………….. 66
4.1.2 Ингибитор коррозии на основе экстракта пихты (масла пихты) и наночастиц
ZnO …………………………………………………………………………………………………………………….. 70

4.2 Потенциометрические испытания ……………………………………………………………. 71

4.2.1 Ингибитор коррозии на основе тиомочевины и наночастиц ZnO ………………….. 71

4.2.2 Ингибитор коррозии на основе экстракта пихты и наночастиц ZnO……………………………..73

4.2.3 Корреляция потенциометрических испытаний ……………………………………………… 74

4.3 Коррозионные диаграммы стали и ингибитором …………………………………………. 75

4.4 Иингирбитор на основе акрилового лака и наночастиц оксида цинка ………………. 77

5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ………………………………………………………………………………. 79

5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения исследований
с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………………. 79

5.1.1 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………………….. 80

5.1.2 SWOT-анализ………………………………………………………………………………………………. 81

5.2 Планирование научно-исследовательских работ ………………………………………. 84

5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………………….. 84

5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения ………………………………………………………………………………………………………….. 85

5.3 Бюджет научно-технического исследования ………………………………………………. 88

5.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования …………………. 88

5.3.2 Расчет амортизации специального оборудования …………………………………………. 89

5.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………………………………. 90

5.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы …………………………………. 91

5.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …………………….. 92

5.3.6 Накладные расходы …………………………………………………………………………………….. 92

5.3.7 Бюджетная стоимость НИР ………………………………………………………………………….. 92

5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………………. 93
5.4.1 Интегральный показатель финансовой эффективности научного исследования93

5.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности ………………………………………… 94

5.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения разработки .. 95

Выводы по разделу финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение …………………………………………………………………………………… 96

6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………………….. 97

6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………. 98

6.2 Производственная безопасность: анализ опасных и вредных факторов и
обоснование мероприятий по снижению их воздействия …………………………………… 99

6.3 Экологическая безопасность…………………………………………………………………. 108

6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………………. 110

Выводы по разделу «социальная ответственность» ………………………………………… 111

ВЫВОДЫ …………………………………………………………………………………………………. 113

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ……………………………………………………………………………. 114

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………………………………. 116

ПРИЛОЖЕНИЕ А. DEVELOPMENT OF A METAL CORROSION INHIBITOR BASED ON
ZINC OXIDE NANOPARTICLE SUSPENSIONS 125