Использование золей наночастиц оксидов металлов в качестве ингибиторов коррозии

В настоящей работе предлагается использовать частицы оксида циркония в качестве ингибитора коррозии для низколегированной стали у8А, поскольку они обладают высокой адгезионной способностью, которая может быть улучшена при переходе на наноразмерный уровень. Воздействие металлов на растворы наночастиц позволяет расположить их в основном в трещинах, сглаживая дефектные поверхности и, таким образом, повышая коррозионную стойкость. Полученные результаты представляют научный и практический интерес для решения проблем защиты стали от коррозии.

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………….. 13
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ………………………………………………………………………………. 15
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНГИБИТОРАХ КОРРОЗИИ ………………………………………….. 15
1.1.1 Классификация ингибиторов …………………………………………………………………………….. 15

1.1.2 Анализ эффективности наиболее распространенных ингибиторов коррозии ………. 20

1.2 ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ С ИПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОЧАСТИЦ В
СОСТАВЕ ПОКРЫТИЙ ………………………………………………………………………………………………. 22
1.2.1 Эпоксидные покрытия, содержащие наночастицы ……………………………………………… 22

1.2.2 Алкидные покрытия, содержащие наночастицы оксидов металлов …………………….. 27

1.2.3 Наночастиц ZnO в составе различных покрытий ……………………………………………….. 31

1.3 ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ С ИПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОЧАСТИЦ В
РАСТВОРЕ ………………………………………………………………………………………………………………….. 36
1.3.1 Добавления наночастиц CeO2 к пектину ……………………………………………………………. 36

1.3.2 Стабилизированные коллоидные наночастицы ZrO2 ………………………………………….. 38

1.3.3 Наночастицы магнетита (Fe3O4) в поливинилпирролидоне ………………………………… 40

1.4 ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ С ИПОЛЬЗОВАНИЕМ
НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОКРЫТИЙ…………………………………………………………….. 43
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ …………………………………………………………. 49
2.1 Оборудование и материалы …………………………………………………………………………………….. 49
2.2 Методики оценки коррозии устойчивости и поверхности образцов ………………………….. 49
2.2.1 Методика подготовки образцов и ингибиторов ………………………………………………….. 49

2.2.2 Гравиметрический метод …………………………………………………………………………………… 52

2.2.3 Потенциометрический метод …………………………………………………………………………….. 52

2.2.4 Сканирующая атомно-силовая микроскопия ……………………………………………………… 53

2.2.5 Оптический микроскоп ……………………………………………………………………………………… 54

2.2.6 Растровый электронный микроскоп …………………………………………………………………… 55

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ……………………………………………………………… 56
3.1 Выбор оптимальных условий нанесения ингибиторов ……………………………………………… 56
3.2 Использование ингибиторов коррозии без дополнительной обработки …………………….. 56
3.3 Дополнительная обработка ингибиторов коррозии ………………………………………………….. 59
3.3.1 Термическая обработка …………………………………………………………………………………….. 59

3.3.2 Механическое нанесение ингибитора на поверхность стали ………………………………. 60

3.3.3 УЗ-обработка ингибитора………………………………………………………………………………….. 62

3.4 Оценка эффективности ингибитора коррозии на основе наночастиц оксида циркония
методом потенциометрии …………………………………………………………………………………………….. 67
3.5 Сравнение эффективности ингибиторов коррозии на основе наночастиц ZrO2,
полученных различными способами …………………………………………………………………………….. 69
ГЛАВА 4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………… 73
4.1 Оценка коммерческого потенциала исследования ……………………………………………………. 73
4.2 Потенциальные потребители результатов исследования ………………………………………….. 74
4.3 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ………………………………………………………………………………………………………. 76
4.4 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………………………………. 78
4.5. Инициация проекта ………………………………………………………………………………………………… 79
4.6 Планирование графика проведения научно-исследовательского проекта………………….. 81
4.6.1 Иерархическая структура работ проекта. …………………………………………………………… 81

4.6.2 Определение структуры работ и участников работ …………………………………………….. 81

4.6.3 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………………………………….. 83

4.7 Бюджет научно-технического исследования ……………………………………………………………. 85
4.7.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования ……………………….. 85

4.7.2 Расчет амортизации специального оборудования ………………………………………………. 86

4.7.3 Основная заработная плата исполнителей темы …………………………………………………. 87

4.7.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………………………….. 89

4.7.5 Накладные расходы…………………………………………………………………………………………… 89

4.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования ……………………………………………………………….. 90
ГЛАВА 5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………………… 94
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности…………………………… 95
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………………………………… 96
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………………………… 98

5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных факторов на
исследователя (работающего) ………………………………………………………………………………….. 104
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………. 107
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………………………………………………….. 109
ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………………………………………………………… 111
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ……………………………………………………………………………………………… 113
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………………………………. 114