Нанесение защитных покрытий на поверхностные источники ионизирующего излучения методом осаждения хромовых покрытий термическим разложением паров хроморганической жидкости
Аналитический обзор термохимических методов нанесения металлических покрытий. Описание процесса осаждения металлических пленок из паровой фазы. Технология герметизации альфа-источников с осаждением хромового покрытия при термическом разложении хрома.
Рубрика | Химия |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.11.2013 |
Размер файла | 6,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Полученный нитрат плутония растворяют в спирто-кислотном растворе, получаемого добавлением к этанолу азотной кислоты до молярной концентрации 0,5±0,1 моль/л. Для приготовления раствора используется перегнанная азотная кислота с массовой доле не менее 60% марки не хуже «ЧДА». Азотная кислота добавляется по каплям в спирт при постоянном перемешивании. Полученный спирто-кислотный раствор нитрата плутония является рабочим для изготовления источников.
Объем спирто-кислотного раствора, который необходимо добавить в высушенный нитрат плутония вычисляется по формуле:
(3.3)
где Vск - объем спирто-кислотного раствора, необходимый для пригтовления рабочего раствора продукта, см3;
Vнр - объем исходного раствора рассчитанный и взятый для планируемого количества источников, см3;
Тпр - концентрация плутония-239 в исходном растворе, мг/см3;
Спр - задаваемая концентрация продукта в рабочем растворе, мг/см3.
3.1.3 Нанесение рабочего раствора на подложки и отжиг источников
На 10 ранее подготовленных подложек наносят аптечной пипеткой по одной капле раствора (объем капли ~0,02 см3). Для растекания раствора по всей подложке подложку покачивают. Затем подложки выдерживаются в условиях температуры окружающей среды в течение 10 минут.
После этого подложки устанавливают на жаропрочную подставку и накрывают экраном, изготовленным из жаропрочного материала. Подставку с подложками загружают в силитовую печь типа ПС-16, нагретую до температуры 760±20 °С и выдерживают при данной температуре не менее 5 минут. После извлечения из печи подложки охлаждают в условиях окружающей среды не менее 30 минут и протирают 3 раза рабочую поверхность подложки ватными тампонами, смоченными в перегнанном этиловом спирте. После каждой протирки тампоны сменяют на новые. Первая протирка проводится без усилия, последующие с усилием. При сильном снятии радиоактивного слоя с поверхности источника, источник удаляется в изолятор брака. Затем повторно помещают подложки в силитовую печь и выдерживают при температуре 760±20 °С 25 минут. После извлечения из печи охлаждют в условиях окружающей среды не менее 30 минут.
Подложки протирают ватными тампонами смоченными этиловым спиртом. Затем с поверхности источников снимают мазок на уровень радиоактивного загрязнения. Снятие мазка производят сухим ватным тампоном. Измерение б-активности тампонов производится на б-детекторе БДЗА2-01, счет импульсов выводится на пересчетное устройство ПСО 2.4.
Уровень загрязнения поверхности источников не должен превышать 100 Бк. При уровне загрязнения более 100 Бк источник помещается в изолятор брака. Далее источники передаются на операцию осаждения хромового покрытия.
3.2 Нанесение герметизирующего покрытия на источники б-излучения с помощью установки осаждения хромовых покрытий из газовой фазы
3.2.1 Схема установки
Нанесение герметизирующего покрытия производилось на установке, схема которой представлена на рисунке 2.
3.2.1 Описание хромоорганической жидкости «Бархос»
Хромоорганическая жидкость «Бархос» представляет собой смесь бис-ареновых производных хрома (преимущественно - бис-элилбензолхром) растворенных в этилбензоле. Это маслянистая жидкость темно-коричневого цвета, хорошо растворяющаяся в ароматических углеводородах и не растворяющаяся в воде.
На воздухе жидкость «Бархос» легко окисляется приобретая темно-зеленый цвет. Конечные продукты окисления - этилбензол и полуторная окись хрома. При проливе больших количеств этой жидкости через некоторое время возможно ее воспламенение.
Плотность жидкости «Бархос» 1,1-1,2 г/см3, температура кипения - 322 °С.
В лаборатории хромоорганическая жидкость «Бархос» хранится в специальном стальном герметичном баллоне в атмосфере аргона.
Рисунок 2 - Схема установки для нанесения хромовых покрытий в вакууме АЛ - азотная ловушка; ВВ1, ВВ2, ВВ3, ВВ4, ВВ5, ВВ6 - вакуумные вентили; В1, В2, В3 - вентили; В4 - игольчатый вентиль периодического действия; ВЛ - воздушная ловушка; Е1 - мерная емкость; Е2 - емкость из нержавеющей стали с хромоорганической жидкостью «Бархос»; ИЧ - испарительная чашка; Л - люк; М1, М2, М3 - измерители давления ПТМ-2; НД - насос диффузионный (паромасляный); НМ - насос механический (золотниковый); НЭ - нагревательный элемент; П1 - электропривод, вращающий сетчатую подставку СП. П2 - электропривод, приводящий в действие игольчатый вентиль периодического действия В5 РК - рабочая камера; СД - сосуд Дьюара; СП - сетчатая подставка.
3.2.2 Порядок включения, работы и выключения установки
При работе на установке следует соблюдать следующий порядок действий:
Включить механический насос НМ, вентиль ВВ4 открыть, все остальные вентили закрыть, откачать диффузионный насос.
Через 7-8 минут включить диффузионный насос НД, предварительно открыв вентиль В1 для подачи охлаждающей воды, подать жидкий азот из сосуда Дьюара СД в азотную ловушку АЛ.
Загрузить в рабочую камеру РК источники через люк Л в верхней части рабочей камеры. Источники помещаются на одну половину сетчатой подставки СП так, чтобы вторая, пустая половина подставки находилась под испарительной чашкой ИЧ.
После того, как в диффузионном насосе давление опустится до 10-2-10-1 мм. рт. ст., перекрыть вакуумный вентиль ВВ4, открыть вакуумные вентили ВВ2 и ВВ1 и начать откачку рабочей камеры РК.
Через 3-4 минуты, когда давление в рабочей камере РК перестанет падать, закрыть вакуумный вентиль ВВ2, открыть вентили ВВ3 и ВВ4, откачать рабочую камеру через диффузионный насос до установления рабочего давления 10-2-10-1 мм. рт. ст.
После установления рабочего давления включить нагревательный элемент, предварительно открыв вентиль В2 для подачи охлаждающей воды, довести температуру до требуемой для нанесения покрытия.
Открыть вентиль В6, подать требуемой количество хромоорганической жидкости «Бархос» из емкости Е2 по толстостенной силиконовой трубке в мерную емкость Е1, после чего перекрыть вентиль В6.
Включить электропривод П2, приводящий в действие игольчатый вентиль В5, отрегулировать скорость подачи жидкости «Бархоса» (скорость подачи устанавливается примерно 30 мл/час).
Включить электропривод П1, вращающий сетчатую подставку СП.
После совершения требуемого количества полных оборотов сетчатой подставки, выключить электропривод П1, электропривод П2, отключить нагревательный элемент НЭ. После отключения нагревательного элемента выдержать источники в рабочей камере не менее 30 минут.
Перекрыть вентили В1 и В3, напустить воздух в рабочую камеру через вакуумный вентиль ВВ6, извлечь источники через люк Л в верхней части рабочей камеры РК.
Перекрыть вентиль ВВ4, открыть вентили ВВ1 и ВВ2, откачать рабочую камеру РК механическим насосом НМ.
После того, как давление в рабочей камере перестанет падать, перекрыть вентиль ВВ2, открыть вентили ВВ3 и ВВ4, произвести откачку рабочей камеры РК через диффузионный насос НД до установления в рабочей камере давления 10-2-10-1 мм. рт. ст.
Перекрыть вентиль ВВ1 и ВВ3, отключить диффузионный насос.
Дав охладиться диффузионному насосу НД не менее 30 минут, перекрыть вентиль ВВ4, выключить механический насос НМ, через вентиль ВВ6 напустись воздух во избежание попадания масла из механического насоса в вакуумную систему.
Отключить водяное охлаждение рабочей камеры РК и диффузионного насоса НД, перекрыв вентили В1 и В2.
3.2.3 Описание процесса осаждения покрытия
Из мерной емкости Е1 через игольчатый вентиль периодического действия В4 хромоорганическая жидкость «Бархос» попадает в испарительную чашку ИЧ, где происходит ее испарение. Вследствие того что испарительная чашка ИЧ находится напротив вытяжного отверстия, ведущего к насосам, пары хромоорганической жидкости не заполняют весь объем рабочей камеры РК, а образуют локальную зону осаждения покрытия между испарительной чашкой и вытяжным отверстием. Нагретые источники при вращении сетчатой подставки СП поочередно проходят через локальную зону осаждения покрытия, находясь в ней в среднем 30 секунд (время одного полного оборота сетчатой подставки - 6 минут 20 секунд). Во время прохождения через локальную зону осаждения покрытия пары хромоорганической жидкости разлагаются на поверхности нагретых источников, осаждая на ней металлический хром.
Неразложившиеся пары жидкости «Бархос» конденсируются к воздушной ловушке, газообразные продукты распада оседают в азотной ловушке АЛ.
3.3 Методы исследования хромового покрытия
При исследовании полученных покрытий были применены различные методы физического неразрушающего контроля. Среди них спектрометрия потока б-частиц вылетающих с поверхности источника через покрытие, фазовый анализ и исследование покрытий с помощью электронного микроскопа.
3.3.1 б-спектрометрия
Для покрытых источников спектр б-частиц, испускаемых нормально к поверхности источника, имеет сравнительно простую форму и может быть характеризован двумя параметрами: сдвигом линии б-спектра и шириной линии на половине высоты.
Сдвиг линии б-спектра есть разность между первоначальным значением энергии б-частиц и значением энергии, соответствующему максимуму интенсивности в спектре источника с нанесенным хромовым покрытием. Сдвиг линии б-спектра появляется в результате потерь энергии б-частиц в слое радиоактивного вещества и в герметизирующем покрытии.
При прохождении б-частиц через поглотитель кроме сдвига линии б-спектра появляется также разброс энергий б-частиц, связанный с флуктуациями числа столкновений б-часииц с атомами герметизирующего покрытия. Этот разброс приводит к размыванию линии в спектре, характеризуемому шириной линий на половине высоты.
Спектры источников без покрытия представляют собой относительно узкую линию, значение энергии в пике которой является реперным показателем, от которого отсчитывается смещение спектра.
Смещение б-спектра позволяет оценить толщину покрытия, так как покрытие толщиной 1мкм в вызывает смещение спектра примерно на 310 кэВ. Ширина линии на половине ее высоты позволяет делать некоторые выводы о равномерности толщины покрытия, наличии непокрытых участков источника и отсутствии значительно отличающихся по толщине участков.
3.3.2 Рентгенофазовый анализ
С целью определить отличия фазового состава покрытий, полученных при различных температурах проводилось исследование образцов на рентгеновском дифрактометре. Определение фаз в покрытии проводилось по набору соответствующих линий и относительным интенсивностям этих линий на дифрактограмме.
Рентгенофазовый анализ образцов проводился на дифрактометре ДРОН-УМ1 с использованием CuК?-излучения. Режим на рентгеновской трубке: напряжение - 35 кВ, ток - 20 мА. Обработка результатов проводилась с использованием программы PDWIN. Для проведения качественного анализа использовалась картотека JCPDS.
3.3.3 Электронная микроскопия
Микроструктуру поверхности покрытия исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Все микрофотографии были получены в режиме рельефа (детектор вторичных электронов). Микрофотографии получили с помощью сканирующего электронного микроскопа CAMSCAN -4DV (Великобритания).
4. РЕЗУЛЬАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
4.1 Изготовление б-источников
В соответствии с методикой, описанной в разделе 3.1 были изготовлены 10 б-источников Pu239.
По пункту 3.1.1 подготовлены 10 подложек.
Далее, был приготовлен азотнокислый раствор плутония-239. По методике азотная кислота приливалась к навеске из расчета 1 см3 кислоты на 1 мг двуокиси плутония. Концентрация плутония в растворе вычислялась по формуле (3.1):
Вычисление необходимого объема раствора для изготовления источников производилось по формуле (3.2):
Затем отобранный объем раствора был высушен до состояния маслянистой капли, и полученный нитрат плутония был растворен в спирто-кислотном растворе. Объем полученного раствора - 0,2 см3, так как на каждый из 10 источников наносится по 1 капле раствора с помощью аптечной пипетки (объем капли ~0,02 см3).
После нанесения раствора на подложки и отжига 4 изготовленных источника были удалены в изолятор брака из-за сильного снятия радиоактивного слоя с поверхности источника во время операции протирки. Затем с поверхности источников были взяты мазки для измерения уровня радиоактивного загрязнения (УРЗ). Данные по уровню загрязнения поверхности представлены в таблице 3.1. После этого источники были переданы на операцию нанесения герметизирующего покрытия.
4.2 Осаждение хромового покрытия на изготовленные источники
Изготовленные источники были разделены на 3 группы, по 2 источника в каждой. Источники были пронумерованы от 1 до 6. Осаждения покрытия производилось при трех температурных режимах: источники №1 и №2 покрывались при 375° С, источники №3 и №4 - при 400 °С, источники №5 и №6 - при 450° С. Во всех случаях скорость подачи хромоорганической жидкости «Бархос» - 30 см3/час, полное количество оборотов сетчатой подставки - 2.
Вместе с источниками покрытие осаждалось также на пустые подложки - образцы-свидетели, предварительно обезжиренные последовательно ацетоном, гексаном и этанолом. Пустые подложки с нанесенным покрытием в дальнейшем исследовались с помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа.
При осаждении покрытия на источники №3 и №4 в азотной ловушке закончился жидкий азот, вследствие чего повысилась концентрация продуктов распада в объеме рабочей камеры, что привело к образованию на поверхности источников некачественного покрытия, непригодного для дальнейших исследований. Источники №3 и №4 были удалены в изолятор брака.
Одним из показателей пригодности источников к дальнейшему использованию является уровень радиоактивного загрязнения поверхности (УРЗ). С источников 2 раза были взяты мазки для измерения уровня радиоактивного загрязнения их поверхности: первый раз после нанесения покрытия и второй раз через 3 суток. Данные по уровню загрязнения поверхности представлены в таблице 3. В таблицу внесено среднее арифметической значение от трех измерений.
Рисунок 3 - Внешний вид источников №3 и №4 после нанесения покрытия
При внешнем осмотре источников №1, №2, №5 и №6 на их поверхности не было замечено каких-либо посторонних вкраплений, хромовое покрытия получилось зеркальное и гладкое.
После внешнего осмотра были сняты спектры б-излучения покрытых источников.
Таблица 3 - Значение уровня радиоактивного загрязнения на поверхности источников до и после осаждения покрытия
№ источника |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
УРЗ, до нанесения покрытия, имп/10 секунд |
28 |
24 |
32 |
38 |
35 |
26 |
|
УРЗ, сразу после нанесения покрытия, имп/10 секунд |
19 |
17 |
- |
- |
17 |
16 |
|
УРЗ, через 3 суток после нанесения покрытия, имп/10 секунд |
21 |
18 |
- |
- |
17 |
19 |
|
Фон, имп/10 секунд |
16 |
Из данных, приведенных в таблице 3.1 видно, что значение УРЗ сразу после нанесения покрытия находилось на уровне фонового значения. УРЗ поверхностей источников сразу после нанесения покрытия практически не отличаются от УРЗ поверхностей источников через 3 суток. Из этого можно сделать вывод, на поверхности источника отсутствуют непокрытые участки и в покрытие отсутствуют поры, через которые радиоактивное загрязнения могло попасть на поверхность источника.
4.3 Определение толщины хромового покрытия гравиметрическим методом
Для определения толщины осажденного хромового покрытия гравиметрическим методом были отобраны по одному источнику из каждой партии: источника №1, №3 и №5. Эти источники были взвешены до и после нанесения покрытия. Толщина покрытия определялась по формуле:
(4.1)
где L - толщина покрытия, мкм;
Дm - изменение массы источника, г;
с - плотность хромового покрытия (принимаем ?7,1 г/см3 [3, стр. 252]);
S - площадь покрываемой поверхности источника.
Вычисленные значения толщин приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Толщины осажденных хромовых покрытий, полученные гравиметрическим методом.
№ источника |
1 |
3 |
5 |
||
Масса источника, г |
до нанесения покрытия |
5,2433 |
5,4525 |
5,3717 |
|
после нанесения покрытия |
5,2485 |
- |
5,3793 |
||
Изменение массы Дm, г |
0,0052 |
- |
0,0076 |
||
Толщина покрытия, мкм |
1,6 |
- |
2,4 |
Примечание: толщины покрытия округлены до десятых долей микрометра.
4.4 Результаты б-спектрометрии
Спектры б-источников до и после нанесения покрытия представлены на рисунках 4 и 5, данные извлеченные из б-спектров сведены в таблицу 5.
Рисунок 4 - Спектр б-излучения источников №1 и №2 (температура нанесения покрытия 375° С)
Рисунок 5 - Спектр б-излучения источников №5 и №6 (температура нанесения покрытия 450° С)
Из смещения спектров источников №1 и №5 и толщин осажденных на них хромовых покрытий было определено, что покрытие толщиной 1 мкм вызывает смещение спектра: источника №1 - 306 кэВ; источника №5 - 313 кэВ. За смещение спектра приняли величину 310 кэВ/мкм. Толщины покрытий источников №2 и №6 вычислялись из смещений спектров.
Таблица 5 - Данные полученные из б-спектров источников
№ источника |
1 |
2 |
5 |
6 |
||
До нанесения покрытия |
Максимум пика, кэВ |
5154 |
5153 |
5152 |
5151 |
|
Ширина пика на полувысоте, кэВ |
39 |
46 |
51 |
53 |
||
После нанесения покртыия |
Максимум пика, кэВ |
4672 |
4648 |
4439 |
4422 |
|
Ширина пика на полувысоте, кэВ |
196 |
225 |
313 |
305 |
||
Сдвиг спектра, кэВ |
482 |
505 |
713 |
729 |
||
Толщина покрытия, мкм |
1,6 |
1,6 |
2,3 |
2,4 |
Примечание: толщины покрытий округлены до десятых долей микрометра.
Из данных таблицы 4 можно сказать, что при равной скорости подачи жидкости «Бархос» толщина покрытия полученного при 375 °С несколько меньше, чем толщина покрытия полученного при 450° С. Такое различие в толщинах можно объяснить тем, что процесс получения покрытия происходит в области влияния кинетического фактора, т.е. меньшая толщина покрытия, осажденного при 375° С, является следствием того, что при более низкой температуре снижается скорость разложения хромоорганической жидкости на поверхности нагретого источника.
При наличии на поверхности источников непокрытых участков или участков с сильно отличающейся толщиной поверхности, в спектрах источников, снятых после нанесения покрытия, наблюдались бы дополнительные пики, соответствующие энергии б-частиц, вылетающих с этих участков. Однако, дополнительных пиков не наблюдается ни на одном из б-спектров покрытых источников, следовательно, можно сказать, что осажденные покрытия сплошные и на них отсутствуют участки с резко отличающейся толщиной.
4.5 Результаты рентгенофазового анализа
Этим методом исследовали образцы-свидетели. В качестве образцов-свидетелей использовались подложки из нержавеющей стали, на которые осаждались покрытия одновременно с источниками.
На рисунке 6 приведена дифрактограмма образца-свидетеля, покрытого при 375° С, на рисунке 7 - покрытого при 450° С.
Рисунок 6 - Дифрактограмма образца-свидетеля, покрытого при 375° С
Фазовый состав: рентгеноаморфная фаза, незначительное количество кристаллической фазы ?Cr23C6.
Рисунок 7 - Дифрактограмма образца-свидетеля, покрытого при 450° С
Фазовый состав: рентгеноаморфная фаза
С целью выявления фазового состава образцы-свидетели были отожжены в вакуумной печи при 900 °С. На рисунках 8 и 9 представлены рентгеновские дифрактограммы отожженных образцов.
Рисунок 8 - Дифрактограмма образца-свидетеля, покрытого при 375° С.
Фазовый состав: ?Cr23C6- #35-783
Рисунок 9 - Дифрактограмма образца-свидетеля, покрытого при 450° С
Фазовый состав: ?Cr2C - #14-519(60 масс.%) ?Cr23C6- #35-783 (40 масс.%)
При рассмотрении этих дифрактограмм можно сделать заключение, что фаза металлического хрома в покрытии фактически отсутствует. Покрытие, нанесенное на образцы-свидетели, является не хромовым, а карбидохромовым. Массовая доля углерода в покрытии полученном при 375° С 5,7 %, а в покрытии полученном при 450° С - 8,5 %.
4.6 Результаты сканирующей электронной микроскопии
С помощью сканирующего электронного микроскопа CAMSCAN -4DV были получены микрофотографии поверхности образцов-свидетелей.
Рисунок 10 - Микрофотография образца-свидетеля покрытого при 375° С
Рисунок 11 - Микрофотография обрацза-свидетеля покрытого при 450° С
На микрофотографиях образцов-свидетелей видна морфология поверхности. На обоих образцах на покрытии видны неровности поверхности. Однако, покрытие сплошное, на микрофотографии отсутствуют крупные поры и инородные вкрапления.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
Проведены исследования нанесенных на источники б-излучения герметизирующих карбидохромовых покрытий по имеющемуся технологическому режиму при 450° С и по предлагаемому технологическому режиму при 375° С.
Показано, что:
а) защитные и герметизирующие свойства покрытия не изменяются, т.к. УРЗ поверхности источника спустя 3 суток после осаждения покрытия не повышается;
б) спектры б-излучения источников, покрытых при имеющемся и предлагаемом технологическом режиме принципиально не отличаются;
в) фазовый состав отличается содержанием углерода;
г) морфология поверхности покрытий практически не изменяется.
На основании выполненной работы сделаны следующие выводы:.
1. Снижение температуры процесса осаждения карбидохромового покрытия изменяет свойства покрытия незначительно.
2. Использование технологии осаждения хромового покрытия при температуре 375° С возможно.
3. Снижение температуры процесса позволит:
а) снизить напряжения в покрытии из-за разницы коэффициентов линейного расширения материалов подложки и покрытия, что в свою очередь снизит вероятность отслаивания покрытия;
б) снизить потери некоторых радионуклидов в процессе осаждения покрытий (Cs137, Zn65);
в) снизить затраты электроэнергии и охлаждающей воды.
ЛИТЕРАТУРА
1. http://knife.com.ua/spravochnik/sov2.html
2. Ройх И. А., Колтунова Л.Н., Федосов С. Н. Нанесение защитных покрытий в вакууме. М., «Машиностроение», 1976 г., 368 стр.
3. Разуваев Г.А., Грибов Б. Г., Домрачев Г. А., Саламатин Б.А. Металлоорганические соединения в электронике. М., «Наука», 1972 г., 479 стр.
4. Сборник статей. Применение металлоорганических соединений для получения неорганических покрытий и материалов. М., «Наука», 1986 г., 256
5. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/896.html
6. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/939/ГАЛОГЕНИДЫ
7. Грибов Б. Г., Румянцева В. П., Травкин Н. И., Козыркин Б. И., Табрина Г. М. Электронная техника, серия 14. Материалы, № 3, 21. 1971 г.
8. Пауэлл К., Оксли Дж., Блочер Дж. мл. Осаждение из газовой фазы. М., Атомиздат, 1970 г.
9. М. Грин. Металлоорганические соединения переходных элементов. М., «Мир», 1972 г., 456 с.
10. Грибов Б. Г., Домрачев Г. А., Жук Б. В., Каверин Б. С., Козыркин Б. И., Мельников В. В., Суворова О. Н. Осаждение пленок и покрытий разложением металлоорганических соединений. М., «Наука», 1981 г., 322
11. Nash B. D., Campbell T. T., Block F. E. Rep. Invest U. S. Bur. Mines, RI 7112, 1-19, (1968)
12. Knap J. E., Pesetsky B., Hill F. N. Plating, 53, 772 (1966)
13. Грибов Б. Г., Румянцева В. П., Травкин Н. И., Саламатин Б.А. Электронная техника, серия 14. Материалы, № 3, 114 (1971)
14. Tomono R., Yagi E., Togashi Y. J. Metal Finisching Soc. Japan, 16, 24 (1965)
15. Болтунова Л. Д., Горгараки Е. И., Ефимов Е. А., Поноамарева Г. И. Электронная техника, серия 2, Полупроводниковые приборы, вып. 6, 14 (1967)
16. Бехтев Л. Г., Коробов А. И., Травкин Н. И., Грибов Б. Г., Румянцева В. П. Электронная техника, серия 14. Материалы, вып. 8, 124 (1969)
17. Горгарака Е. И., Ефимов Е. А., Ерусалимчик И. Г. V Международный конгресс по металлоорганической химии. Тезисы докладов, т. 1. 1971,
18. Кирюшкин А. А., Капитоненко З. В., Ивахнюк Г. К. Охрана труда и окружающей среды: Методические указания к дипломному проектированию. - СПб., СПбГТИ(ТУ), 2005. - 27 с.
19. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 44 с.
20. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) и Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99):
21. Гигиенические нормативы. - М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы. Министерства Здравоохранения РФ, 1999. - 116 с.
22. ГОСТ 12.0.001-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - В кн.: и др. - М.: Издательство стандартов, 1981.- 10 - 13 с. Вредные вещества в промышленности. т. 1, 2, 3./ под ред. Н.В. Лазарева. - М.: Химия, 1977. - 677 с.
23. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средств их тушения. Справочник в 2-х частях/ под ред. А. Я. Короленко. - М.: Пожнаука, 2000 - ч. 1 - 709 с.; ч. 2 - 757 с.
24. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
25. НПБ 105-03. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. - М.: Гл. Упр. Гос. противопожарной службы. МВД РФ, 1996. - 322 с.
26. ГОСТ 12.1.044 - 76 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования - М.: Издательство стандартов, 1992. - 78 с.
27. ГОСТ 12.4.021 - 75 ССБТ. Системы вентиляции. Общие требования М.: Издательство стандартов, 1975. - 8 с.
28. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.- М.: - Стройиздат, 1995. - 48 с.
29. Захаров Л. П. Техника безопасности в химической лаборатории: справ. Изд. 2-е и доп. - Л.: Химия, 1991. - 336 с.
30. Правила устройства электроустановок. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2001.- 928с.
31. СанПиН 2.2.2.542-96 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работ. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996. - 36 с.
32. Кувшинов В.В., Михайлова Н. В., Сарычева К.Г., Нужная К.Г. Экономическая оценка результатов дипломной научно-исследовательской работы. Бизнес-план инновационного проекта. - СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2003. - 84 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Охрана труда и окружающей среды
Вступление
Охрана труда - это система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.
Целью охраны труда является обеспечение безопасности жизни, сохранение здоровья и работоспособности работников предприятия в процессе трудовой деятельности. Дипломная работа выполнялась в лаборатории № 43 ФГУП НПО «Радиевый институт им. В. Г. Хлопина». Целью работы было нахождение оптимального режима нанесения хромовых покрытий на источники б-излучения методом термического разложения хромоорганической жидкости «Бархос» с применением специальной установки. В работе применялось различное лабораторное оборудование, в том числе электрические приборы с питанием от сети переменного тока, с напряжением 220 В и промышленной частотой 50 Гц. Во время выполнения диплома особое внимание уделялось защите окружающей среды от радиоактивного загрязнения.
А1. Опасные и вредные производственные факторы
Опасные и вредные производственные факторы в лаборатории можно разделить по своей природе действия на группы[18]:
-физические;
-химические;
-биологические;
- психофизиологические.
К физическим факторам можно отнести:
Электромагнитное излучение. Интенсивная и продолжительная работа с использованием ЭВМ может стать источником тяжелых профессиональных заболеваний, так заболевания, обусловленные травмой повторяющихся нагрузок, представляют собой постепенно накапливающиеся недомогания, возникающие при длительной работе с устройством ввода-вывода. Труд людей, постоянно работающих с ПЭВМ, характеризуется отсутствием воздействия высоких уровней распространенных на производстве неблагоприятных факторов (пыль, шум, плохая освещенность и др.), но на них влияет сложный комплекс условий, которые при среднем и низком уровне за счет комплексного воздействия, все же, вызывают появление неблагоприятных последствий. Следует учитывать также воздействие факторов, не получивших еще сегодня общественного признания, в то время как научные исследования показывают возрастание их роли в психических формах труда, к числу таких факторов относят высокий уровень психического напряжения, монотонность труда, отсутствие физических нагрузок, обездвиженность, некорректная форма освещения, специфическое воздействие на орган зрения колеблющегося свечения экрана [19].
Электрический ток. Действие электрического тока на человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электролитическое, а также биологическое воздействие. Это многообразие действий электрического тока может привести к двум видам поражения: электрическим травмам и электрическим ударам. Путь прохождения тока через тело человека играет существенную
роль в исходе поражения, так как ток может пройти через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг и др. Влияние пути тока на исход поражения определяется также сопротивлением кожи на различных участках тела. Постоянный ток примерно в 4-5 раз безопаснее переменного. Это вытекает из сопоставления пороговых ощутимых, а также не отпускающих токов для постоянного и переменного токов. Это положение справедливо лишь для напряжения до 250 - 300 В. ПЭВМ соответствует этому напряжению. Для обеспечения электробезопасности применяют, в данном случае, изоляцию токоведущих частей [19].
Ионизирующее излучение. Работы с применением источников ионизирующего излучения являются особо опасными вследствие их комплексного воздействия на организм, которое носит аккумулятивный характер. При воздействии ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений. Так малые кратковременные дозы способны вызывать обратимые изменения в составе крови, в то время как большие кратковременные дозы являются причиной развития белокровия, рака костного мозга и гибели клеток и организма в целом. Облучение организма малыми дозами в течение многих лет приводит к преждевременному старению организма, развитию болезней органов зрения, пищеварения, сердечнососудистых заболеваний. Причем согласно современным представлениям выход неблагоприятных эффектов в диапазоне «малых доз» мало зависит от величины дозы. Это означает, что эффект определяется прежде всего суммарной накопленной дозой вне зависимости от того, получена ли она в течение одного дня или в течение 50 лет [20]. Характеристики используемых в работе радионуклидов приведены в таблице А.1.
Таблица А.1 - Характеристика радионуклидов, применяемых в работе
Радионуклид |
Т1/2, лет |
Тип распада |
Группа радионуклидной опасности |
Минимально-значимая активность, Бк |
|
239U |
4,5 · 109 |
в-, б |
Г |
106 |
|
239Pu |
2,41·104 |
в-, б |
Г |
104 |
|
241Am |
432,6 |
в-, б |
Г |
104 |
К химическим факторам относятся воздействия на человеческий организм химических веществ и их соединений [21]. Работа с едкими, токсичными и различными химическими веществами связана с опасностью получения организмом таких травм, как:
-расстройство функций нервной системы (углеводороды, спирты жирного ряда, сероводород и др.);
- поражение верхних и глубоких дыхательных путей (хлор, аммиак, диоксид серы, туманы кислот и др.);
- поражение кожных покровов (неорганические кислоты, щелочи и др.);
- нарушение структур ферментов (синильная кислота, мышьяк и др.);
- изменения в реактивной способности организма (соединения никеля и др.).
Часть работ носила характер химических, то есть с применением разнообразных химических веществ. Используемые в работе химические вещества, представляющие собой опасность, приведены в таблице А.2 [22].Таблица А.2 - Характеристика физико-химических, пожаровзрывоопасных и токсичных свойств веществ, используемых в работе
Особое внимание уделялось технике безопасности при работехромоорганической жидкостью «Бархос». Хромоорганическая жидкость «Бархос» представляет собой смесь бис-ареновых производных хрома (преимущественно - бис-этилбензолахром). Это маслянистая жидкость темно-коричневого цвета, растворяющаяся в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле, этилбензоле и т. п.) и не растворяющаяся в воде.
На воздухе хромоорганическая жидкость «Бархос» легко окисляется, приобретая темно-зеленый цвет. Конечные продукты окисления - этилбензол и полуторная окись хрома. При попадании жидкости на такие материалы как ткань, вата, бумага, а также при проливе больших количеств этой жидкости, через некоторое время возможно ее самовоспламенение. В случае попадания концентрированных растворов хромоорганической жидкости на вату или хлопчатобумажную ткань воспламенение происходит через 20-30 секунд.
Попадая на кожу, «Бархос» вызывает химические и термические ожоги.
Плотность жидкости «Бархос» 1,1-1,2 г/см3, температура кипения 322 °С. Второй компонент хромоорганической жидкости (а также основной продукт ее разложения) - этилбензол. Этилбензол - бесцветная, легкоподвижная жидкость с запахом, напоминающим запах бензола. Температура кипения 136, 7° С.
Таблица А.3 - Пределы взрываемости этилбензола в воздухе.
Пределы взрываемости |
Температурные, ° С |
Концентрационные, % об. |
|
Верхний |
13 |
0,9 |
|
Нижний |
45 |
3,9 |
ПДК паров бис-этилбензолхрома в воздухе производственных помещений не установлена. Токсичность его приравнивается к токсичности этилбензола, ПДК которого - 10 мг/м3.
Жидкость «Бархос» по характеру опасности относится к категории самовозгорающихся веществ 4-ой группы 1-ой подгуппы.
В лаборатории, где выполнялась дипломная работа, были приняты следующие меры безопасности:
- все кислоты и основания хранились, соответственно, в стеклянных и полиэтиленовых бутылях и банках с плотно притертыми крышками в вытяжном шкафу;
- все емкости с реактивами имели четкие надписи;
- работа в лаборатории проводилась в спецодежде (халат).
Все работы с химическими реагентами проводились в соответствии с инструкциями, составленными с учетом мер безопасности. При соблюдении инструкций и оснащении рабочих мест средствами предотвращения и ликвидации возможных выбросов растворов, паров и реагентов проведение работ безопасно с химической точки зрения.
Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические (статические и динамические) и нервно-психические нагрузки (умственное перенапряжение, монотонность труда), эмоциональные перегрузки. К психофизиологическим факторам можно отнести работу на ПЭВМ, которая в свою очередь может сопровождаться умственными перенапряжениями, постепенно накапливающимися недомоганиями, заболеваниями суставов.
А.2 Обеспечение пожарной безопасности
Перед началом работы были сданы экзамены по технике безопасности, по пожарной безопасности, получен допуск по работе в лаборатории химического анализа. Расчет пожарной нагрузки осуществляется по формуле (А.1):
q = ?Gi ?S, (А.1)
где G - теплота сгорания МДж; S - площадь 180 м2.
Теплота сгорания различных веществ рассчитывается по формуле (А.2):
Gi = qi?mi (А.2)
где qi - удельная теплота сгорания МДж/кг;
mi - масса вещества, кг.
Теплота сгорания дерева, бумаги, пластика соответственно:
Gд = 10?2500 = 25000 МДж
Gб = 18?22= 396 МДж
Gп = 0,033600?180 = 6,048 МДж
Суммарная теплота сгорания ?Gi = 25408,048 МДж
Пожарная нагрузка q = = 25408,048 /180 = 141,12 МДж/м-2
Значения пожарных нагрузок приведены в таблице А.3.
Таблица А.3 - Значения пожарных нагрузок
Категория |
Пожарная нагрузка, МДж?м-2 |
|
В1 |
>2200 |
|
В2 |
1401-2200 |
|
В3 |
181-1400 |
|
В4 |
1-180 |
Данная лаборатория относится к категории В4 [25] по пожарной опасности, как помещение, где производится работа с небольшими количествами ЛВЖ и горючих веществ, недостаточными для создания взрывоопасной смеси в зоне, превышающей 5% свободного помещения. В лаборатории при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ не образуются, а возможны только в результате аварий и неисправностей. Работа с ЛВЖ проводится без применения открытого пламени. ЛВЖ хранятся в специальных металлических емкостях. Лаборатория относится к классу взрывоопасности В-1б как помещение, в котором работают с небольшим количеством (2 г в сутки) ЛВЖ в вытяжных шкафах [26].
На случай пожара лаборатории оснащены средствами пожаротушения: огнетушителем ОХВП - 100, ящиками с песком, асбестовыми одеялами.
А.3 Вентиляция
В зависимости от особенностей производственного процесса должны присутствовать встроенные устройства для удаления выделяющихся в процессе производства любых вредных взрыво- и пожароопасных веществ непосредственно от мест их образования или скопления [27].
Обеспечение нормальных метеорологических условий и чистоты воздуха на рабочем месте в значительной степени зависит от правильно организованной вентиляции.
В помещениях лаборатории установлены вытяжные шкафы 2Ш-НЖ (скорость вытяжки не менее 1,5 м/с).
Кратность воздухообмена рассчитывается по формуле (А.3):
К=Vнв/Vп, (А.3)
где Vнв - необходимый объем воздуха для воздухообмена, м3/ч;
Vп - объем помещения 720 м3. Необходимый объем воздуха для воздухообмена определяется по формуле (А.4):
Vнв=Vф?S, (А.4)
где Vф -скорость фильтрации, м/ч;
S - площадь, м2 ??.
Vнв = Vф?S = 1.5?0,2?3600=1080 м3/ч
К = 1080/720 = 1,5 ч-1
А.4 Освещенность
В помещении лаборатории применяется смешанное: естественное и искусственное освещение. Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работ, прохода людей и движения транспорта. Для освещения помещений лаборатории используются газоразрядные лампы дневного света. Разряд зрительных работ 4в-4г. Нормы освещенности - 200 - 250 лк [28].
А.5 Аптечка
В лаборатории на случай оказания первой доврачебной помощи имеется аптечка, которая находится в рабочем помещении лаборатории. В аптечке находятся следующие материалы [29]:
- стерильный бинт,
- вата,
- нашатырный спирт,
- 5 % раствор йода,
- раствор борной кислоты,
- раствор питьевой соды,
- раствор перманганата калия.
А. 6 Мероприятия по обеспечению безопасности
А.6.1 Обеспечение электробезопасности
Все применяемые приборы были заземлены, сопротивление заземления не превышало 4 Ом. Перед началом работы постоянно проводился контроль качества изоляции, все проводки были выполнены проводом, рассчитанным на мощность электроприборов. Контактные клеммы располагались недоступно для неосторожного касания. Класс помещения по опасности поражения человека электрическим током - без повышенной опасности [30].
А.6.2 Обеспечение радиационной безопасности
Радиационная безопасность персонала от воздействия ионизирующих излучений и радиоактивных загрязнений обеспечивается техническими и организационными мероприятиями. К техническим мероприятиям относятся оснащение системами безопасности, предупреждающими аварии и ограничивающими их радиационные последствия, высококачественной проектной документацией, строительно-монтажными работами в соответствии с проектной документацией, техническим контролем состояния оборудования и его работоспособности и т.д.
К организационным мероприятиям относятся:
- эксплуатация, в соответствии с действующей нормативно-технической документацией, технологическими инструкциями по эксплуатации;
- соблюдение персоналом норм и правил, а также конкретных требований по радиационной безопасности, содержащихся в технологических инструкциях;
- методическое руководство мероприятиями по обеспечению радиационной безопасности, осуществляемое отделом охраны труда и техники безопасности;
- контроль за соблюдением норм, правил и требований по радиационной безопасности.
Перед началом работы были сданы экзамены по правилам охраны труда, радиационной безопасности, пожарной безопасности, получен допуск по работе в радиохимической лаборатории. Эксперименты проводились в радиохимической лаборатории, по отношению к работам с радиоактивными веществами лаборатория относится к III класс помещений. Вход в помещения зоны строгого режима осуществлялся через санитарный пропускник,
При нахождении в зоне строгого режима обязательно наличие индивидуального дозиметра, предназначенного для измерения индивидуальной эквивалентной дозы внешнего облучения. На выходе из санпропускника осуществлялся контроль загрязнений радионуклидами средств индивидуальной защиты и тела с помощью стационарных или переносных приборов.
Суммарная активность используемых радиоактивных источников, содержащих радионуклиды групп Г на рабочем месте, не превышала 106 Бк (суммарная активность приведена к группе А)[20].
А.7 Работа с ЭВМ
Длительная работа за дисплеем приводит к серьезным расстройствам здоровья и профессиональным заболеваниям. Во избежание этого, расстояние до экрана дисплея должно быть не менее 60 см, а на каждое рабочее место следует отводить не менее 6 м.
Нарушение этих показателей приводит к повышенному уровню шума, возможности негативного воздействия повышенных уровней электромагнитных полей или ионизирующего излучения от задних или боковых сторон соседних дисплеев.
Продолжительность работы должна быть не более 6 часов в день (с перерывами на 15 мин. через каждые 20 минут).
Мерцающий экран при продолжительной работе с ним вызывает головные боли.
Использование защитных экранных фильтров позволяет избавиться от бликов, повысить контрастность, что, несомненно, благоприятно сказывается на самочувствии и работоспособности оператора [31].А.8 Анализ технологических операций с точки зрения опасностей и вредностей при их проведении. Анализ производственных операций приведен в таблице А.4.
Таблица А.4 - Анализ технологических операций с точки зрения опасностей и вредностей при их проведении
Наименование технологической операции |
Оборудование и вещества для проведения операции |
Возможные опасности (вредное влияние при проведении данной технологической операции) |
Причины проявления данной опасности (вредного влияния) |
Меры по предотвращению опасности при проведении данной операции |
|
Работа с ЭВМ |
Машина ЭВМ |
-поражение электрическим током -утомляемость глаз |
-нарушение изоляции или отсутствие заземления -длительная работа |
-заземление приборов, целостность изоляции; -использование защитного экрана, сокращение времени работы на ЭВМ: 20 минут работы -15минут перерыва |
|
Приготовление растворов из едких и токсичных веществ |
Вытяжной шкаф. Пипетка с грушей |
-химический ожог -раздражение слизистых, отек легких |
-попадание на кожу без СИЗ -вдыхание паров |
-работа в СИЗ; -использование вытяжного шкафа |
|
Наименование технологической операции |
Оборудование и вещества для проведения операции |
Возможные опасности (вредное влияние при проведении данной технологической операции) |
Причины проявления данной опасности (вредного влияния) |
Меры по предотвращению опасности при проведении данной операции |
|
Приготовление растворов для проведения эксперимента |
Мерная посуда, стеклянная пипетка, резиновая груша |
-химический ожог -раздражение слизистых, отек легких -порезы |
-попадание на кожу без СИЗ -вдыхание паров, попадание в глаза |
-работа в СИЗ; -использование вытяжного шкафа |
|
Отжиг источников и нанесение защитных покрытий на них |
Силитовая печь, установка для нанесения хромовых покрытий. |
Термический ожог |
-нарушение термоизоляции -нарушение правил эксплуатации оборудования |
-контроль целостности термоизоляции оборудования -работа в соответствии с правилами эксплуатации оборудования |
А.9 Оказание первой помощи
1) При поражении электрическим током
Прежде всего, необходимо снять напряжение с электрооборудования, вызвавшего поражение, освободить пострадавшего от токоведущего провода. При сравнительно легких поражениях, если работа сердца и органов дыхания не нарушена, и человек не потерял сознания, следует вынести пострадавшего на свежий воздух, расстегнуть стесняющую одежду, дать понюхать нашатырный спирт. В случае потери сознания - сделать искусственное дыхание и закрытый массаж сердца, до прихода врача.
2) При химических ожогах Химические ожоги возникают при местном воздействии химически активных веществ на кожу, слизистую оболочку дыхательных путей и глаз. Степень ожога зависит от химической активности и токсичности веществ, его концентрации, температуры, продолжительности действия, а также чувствительностью пострадавшего. Первая помощь при химических ожогах и отравлениях сводится к следующему: при ожогах кислотами и щелочами пораженный участок кожи промывают струёй холодной воды в течение 15 мин. Далее, при ожогах кислотами накладывают примочки из 2 % раствора бикарбоната натрия, а при ожогах щелочами - из 2 % раствора уксусной кислоты, лимонной или виннокаменной кислот.
А.10. Охрана окружающей среды
К мероприятиям по охране окружающей среды, проводимым в ходе данной работы, относятся следующие: - слив концентрированных кислот и щелочей в специальные емкости с последующей нейтрализацией и утилизацией. Характеристики производственных отходов и методов их утилизации приведена в таблице А.5.
Таблица А.5 - Характеристика производственных отходов
Отходы |
Агрегатное состояние |
Количество отходов |
Вредные вещества (примеси) |
Примечания |
|
Растворы кислот |
Жидкость |
- |
Кислый раствор |
В канализацию |
|
Растворы органических соединений |
Жидкость |
- |
Вредные органические соединения |
В канализацию |
|
Вода: подготовка посуды |
Жидкость |
- |
ПАВ |
В канализацию |
|
Твердые отходы |
Битое стекло, фильтровальная бумага |
- |
- |
В контейнер для мусора |
А.11 Методы обращения с радиоактивными отходами
В процессе выполнения работы образовывались жидкие и твердые радиоактивные отходы. Жидкие радиоактивные отходы в зависимости от концентрации радионуклидов сливали в специальные емкости-сборники. Твердые радиоактивные отходы в виде мусора, СИЗ, боя посуды, металлолома, упаковывались в полиэтиленовые пакеты, а затем направлялись в хранилище твердых отходов. Твердые отходы выдерживают определенное время, а затем передают на временное хранение на ЛСК «Радон» или отверждают методом включения в цементную матрицу.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Б.1 Маркетинговое исследование
Настоящая дипломная работа носит поисковый характер. Целью НИР, является оптимизация процесса нанесениния хромовых покрытий на источники б-излучения путем термического разложения хромоорганической жидкости «Бархос».
Потенциальными потребителями данной идеи являются научно-производственные предприятия специализирующиеся на производстве источников ионизирующего излучения, в частности, производственное объединение ФГУП «Маяк». Так же, в силу того, что изучаемое покрытие герметичное и коррозионностойкое, оно может наносится на любую металлическую поверхность с целью защиты от коррозии. Это несомненно найдет свое применение во многих отраслях промышленности - нефтехимическей, производстве электроники и других.
У данного метода нанесения хромовых покрытий имеется несколько преимуществ:
1) Данный метод отличается высокой производительностью и экономичностью;
2) Защищаемая поверхность может быть различной формы;
3) Цена основного применяемого реагента - хромоорганической жидкости «Бархос» - сравнительна невысока.
К недостаткам можно отнести сложность самого процесса и применение специального технологического оборудования.
В плане применения данного метода для герметизации и защиты источников ионизирующего излучения разумнее организовывать небольшое производство с применением 5-6 установок. Данные масштабы производства позволят удовлетворять спрос на продукцию и упростят соблюдение норм радиационной безопасности, что немаловажно при работе с источниками ионизирующего излучения.
В ходе анализа запатентованных работ в основном были обнаружены сведения о применении хромового покрытия, полученного путем термического разложения хромоорганической жидкости «Бархос», для защиты поверхностей от коррозии. Однако в данной работе рассматривается применение пиролитического хромового покрытия не только для защиты поверхности источника от коррозии и загрязнения, но и защиты окружающей среды от загрязнения радиоактивными материалами.
Б.2 Технико-экономическая оценка результатов исследования
Важным показателем проводимых исследований является договорная цена на научно-исследовательскую работу (НИР) Цн. Она определяется по формуле Б.1:
Цн = Зн •(1+ ) • K, (Б.1)
где Зн - затраты на выполнение исследования, предусмотренного планом дипломной работы, руб.;
Р - уровень рентабельности исследования, %;
К - коэффициент, учитывающий поощрительную надбавку за качество разработки. Для определения договорной цены рассчитаны текущие затраты на выполнение НИР, к ним относятся:
- сырьё, материалы, реактивы;
- энергетические затраты;
- оплата труда персонала с обязательными начислениями;
- амортизация оборудования и приборов для научно-экспериментальных работ.
Б.2.1 Затраты на сырье, материалы и реактивы
Затраты на сырье, материалы и реактивы (Зм), израсходованные на проведение исследования, определены расчетом по формуле (А.2), результаты которого сведены в таблице А.1.
ЗМ= УРi · Цi (Б.2)
где Рi ? расход i-го вида материальных ресурсов, нат. ед.;
Цi ?планово-заготовительная цена i-го вида материальных ресурсов, руб.
Таблица Б.1 - Расчет суммы затрат на материалы
Наименование материала |
Техническая характеристика |
Единица измерения |
Израсходованное количество |
Цена, руб |
Сумма затрат, руб |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Азотная кислота |
ОСЧ, ГОСТ 11125-84 |
кг |
1 |
53,8 |
53,8 |
|
Гидроксид натрия |
ЧДА, ГОСТ 4328-77 |
кг |
0,1 |
54,0 |
5,4 |
|
Этанол |
ХЧ, ТУ 6-09-1720-77 |
л |
0,2 |
125 |
25 |
|
Гексан |
ХЧ, ТУ 2631-003-05807999-98 |
л |
0,05 |
240 |
12 |
|
Натрий фосфорнокислый, 12-водный |
ХЧ, ГОСТ 9337-79 |
кг |
0,02 |
54,0 |
1,08 |
|
Парафин |
ГОСТ 23683-89 |
кг |
0,01 |
69 |
0,69 |
|
Полистирол |
ГОСТ 20284-74 |
кг |
0,01 |
94 |
0,94 |
|
Бензол |
ХЧ, ГОСТ 5955-75 |
л |
0,2 |
185 |
37 |
|
Хромоорганическая жидкость «Бархос» |
ТУ-6-01-1149-78 |
л |
0,15 |
295 |
33,95 |
|
Жидкий азот |
- |
л |
60 |
20 |
1200 |
|
Итого |
1369,86 |
Б.2.2 Энергетические затраты
В состав энергетических затрат включены затраты на электроэнергию (ЗЭ), горячую, холодную и дистиллированную воду.
Затраты на электроэнергию определены следующим образом:
ЗЭ = М · КИ · Т · Ц(Б.3)
где М - паспортная мощность электроприборов, использованных при проведении исследования, кВт;
КИ? коэффициент использования мощности электрооборудования;
Т - время эксплуатации электрооборудования за весь период выполнения исследования, ч;
Ц - цена 1 кВт?ч электроэнергии, руб. (Ц = 1,7 руб./кВт·ч)
Затраты на электроэнергию составили:
За = 740· 1,7=1258 руб
Таблица Б.2 - Расчет затрат на электроэнергию.
Наименование оборудования |
Подобные документы
Сущность, виды, методы получения, сферы применения металлических покрытий. Технология и особенности химического серебрения стекла. Характеристика основных методов химического осаждения металлов. Прочность прилипания металлического слоя к поверхности.
реферат [43,7 K], добавлен 28.09.2009Химические методы получения тонких пленок. Способы получения покрытий на основе нитрида алюминия. Преимущества газофазной металлургии. Сущность электрохимического осаждения, процесса газового анодирования. Физикохимия получения пленочных покрытий.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 22.06.2011Изменение физико-химических свойств поверхностей при нанесении покрытий. Методы нанесения покрытий: химические и электрохимические, вакуумное конденсационное нанесение, наплавкой концентрированными источниками тепла, плакирование и плазменное напыление.
реферат [1,5 M], добавлен 13.04.2015Электрохимические методы формных процессов и исследование процесса электрохимического осаждения хрома. Оценка его значения в полиграфическом производстве. Приготовление, корректирование и работа хромовых ванн. Проверка качества и недостатки хромирования.
реферат [24,2 K], добавлен 09.03.2011Молекулярное и надмолекулярное строение полимеров и их влияние на относительно элементарные процессы осаждения металлического покрытия. Осаждение тонких полимерных покрытий из активной газовой фазы. Размерные эффекты в тонких полимерных покрытиях.
реферат [204,7 K], добавлен 05.01.2010Закономерности образования и роста покрытий, формируемых из газовой фазы, закономерности роста вакуумных покрытий. Адсорбция и образование зародышей конденсированной фазы. Взаимодействие частиц конденсированной фазы, их срастание (коалесценция).
реферат [96,4 K], добавлен 21.01.2011Изучение структуры и свойств сплава железа - Стали 3, после нанесения на ее поверхность покрытия из нержавеющей стали плазменно-детонационным методом. Коррозионная стойкость материалов, их сопротивление разрушению. Плазменный метод нанесения покрытий.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 17.11.2011Характеристика адгезии полиэтиленовых покрытий, исследование их свойств при окислении на каталитически активной подложке при различных температурно-временных условиях в среде воздуха. Влияние толщины покрытий, улучшение адгезии путем введения сорбентов.
статья [885,3 K], добавлен 22.02.2010Свойства никелированных поверхностей. Никелирование в качестве декоративного покрытия деталей светильников. Толщина и цвет покрытия. Осаждение никеля при значительной катодной поляризации. Свойства хромовых покрытий. Составы электролитов для хромирования.
контрольная работа [18,9 K], добавлен 25.03.2009Противокоррозионная защита металлических конструкций в автомобилестроении. Технические и экономические преимущества пластизольной технологии получения изделий и покрытий из пластифицированного поливинилхлорида и сополимеров винилхлорида с винилацетатом.
отчет по практике [300,8 K], добавлен 29.03.2009