- поверхневі ефекти. Під ними розуміють ефекти, викликані формуванням інверсійних чи добре провідних шарів за рахунок дії світла (фотоефект). Це зазвичай проявляється в високоомних прошарках. Для запобігання цьому вимірювання електроопору бажано виконувати в темноті;

- струми витоку - для їх запобігання потрібно варіювати струм від 1 мкА до 1 мA в залежності від вимірюваного опору;

- нагрів зразка - підтримувати постійну кімнатну температуру і знижувати нагрів зразка за рахунок вимірюваного струму;

- тиск зондів - знижувати тиск до ?1 Н;

- геометричні ефекти - співвідношення товщини зразка t і відстані між зондами S має бути більше 40, інакше потрібно вводити поправочні коефіцієнти. Всі розміри зразків необхідно вимірювати за допомогою вимірювального мікроскопу, мікрометра чи штангенциркуля.

В даній роботі при проведенні резистометричних вимірювань використовувались зонди, діаметр яких в поперечному перерізі складав 0,5 мм, розміщені на відстані біля 2 мм один від одного. Величина струму складала 4 мА.

2.4.2 Рентгеноструктурний фазовий аналіз

Аналіз фазового складу тонких плівок Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм) на різних стадіях термічної обробки проведено методом рентгеноструктурного фазового аналізу (РФА) за допомогою рентгенівського дифрактометру Rigaku Ultima IV з використанням сцинтиляційного лічильника у випромінюванні К-Cu.

Рентгенівський дифрактометр - прилад для вимірювання інтенсивності та напрямку рентгенівського випромінювання, дифрагованого на кристалічному об'єкті. Він складається з джерела рентгенівського випромінювання, рентгенівського гоніометра, в який поміщають досліджуваний зразок, детектора випромінювання та електронного вимірювально-реєструючого пристрою. Детектором в рентгенівському дифрактометрі слугує не фотоплівка, як у рентгенівській камері, а лічильники квантів (сцинтиляційні, пропорційні, напівпровідникові лічильники або лічильники Гейгера-Мюллера). Дифракційну картину зразка в рентгенівському дифрактометрі отримують послідовно: лічильник переміщається в процесі вимірювання і реєструє енергію випромінювання, що потрапила на нього, за певний інтервал часу. У порівнянні з рентгенівськими камерами рентгенівський дифрактометр володіє вищою точністю, чутливістю, більшою експресністю. Процес отримання інформації в рентгенівському дифрактометрі може бути повністю автоматизований, оскільки в ньому відсутня необхідність прояву фотоплівки, причому в автоматичному рентгенівському дифрактометрі приладом управляють ЕОМ, отримані дані надходять на обробку в ЕОМ. Універсальні прилади можна використовувати для різних рентгеноструктурних досліджень, замінюючи приставки до гоніометричного пристрою [61].

За допомогою рентгенівського дифрактометра можна проводити фазовий аналіз полікристалічних об'єктів і дослідження текстур, орієнтування монокристальних блоків, отримувати повний набір інтенсивностей відображень від монокристала, досліджувати структуру багатьох речовин при різних зовнішніх умовах і т.д.

Якісний фазовий аналіз, що використовувався для визначення присутніх у досліджуваних зразках фаз, базується на унікальності кристалічних граток і її параметрів, характерних для кожної фази, і яким відповідають певні лінії на рентгенограмі. Відповідно до цього, для встановлення фазового складу необхідно провести ідентифікацію кутових положення дифракційних максимумів і розрахунок міжплощинних відстаней за рівнянням Вульфа-Бреггів:

2 d sinи = n л,

де d - міжплощинна відстань даної фази, Е;

и - кут дифракції рентгенівських променів від даної системи атомних площин;

л - довжина хвилі випромінювання, Е;

n - порядок відбиття (ціле число).

Рівняння Вульфа-Бреггів є умовою дифракції рентгенівського випромінювання і його фізична суть полягає у тому, що підсилення рентгенівських хвиль, розсіяні сусідніми атомними площинами кристалу, при інтерференції буде відбуватись, якщо різниця ходу між ними дорівнює цілому числу довжин хвиль л. Оскільки довжина хвилі залежить від випромінювання, що використовується, і є відомою, то для розрахунку міжплощинних відстаней та ідентифікації фаз за їх порівнянням з картотекою ASTM необхідно встановити значення кутів для всіх рефлексів рентгенограми [62, 63].

2.4.3 Метод мас-спектрометрії вторинних нейтралей

Розподіл хімічних елементів за товщиною плівкових композицій Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм) після проведення термічних обробок визначався за допомогою методу мас-спектрометрії вторинних нейтралей (МСВН). Даний метод дозволяє проводити високоточний аналіз складу поверхневих шарів твердих тіл та тонких плівок; завдяки високій елементній чутливості методу можливе вимірювання відношення концентрацій на рівні 105 і вище.

Суть методу МСВН полягає в опроміненні зразка сфокусованим променем первинних йонів, енергія яких складає від 100 еВ до декількох кеВ, в результаті чого відбувається емісія вторинних частинок. Нейтральні частинки, що є переважаючими за кількістю у загальному потоці цих частинок, реєструються за допомогою мас-аналізатора для подальшого визначення елементного складу поверхні. Реалізація методу МСВН вимагає створення умов високого вакууму (~ 10-4 Па), оскільки необхідно запобігти зіткненню вторинних частинок із молекулами газу під час їх руху в напрямку до датчика, а також - щоб уникнути адсорбцію частинок робочого газу поверхнею зразка. Внаслідок бомбардування поверхні пучком іонів, у місці його падіння утворюється кратер, тобто метод МСВН відноситься до руйнівних методів дослідження матеріалів. Проводячи пошарове травлення поверхні зразка та реєстрацію вторинних нейтралей можна отримати концентраційний профіль елементів за глибиною зразка [64].

В даній роботі в якості середовища розрідженої низькочастотної плазми, а також джерела бомбардуючих поверхню зразків іонів використовувався аргон. Діаметр області розпилення складав 3 мм. З метою отримання кращої роздільної здатності за глибиною (< 2 нм) та вищої інтенсивності для визначення концентрації напруга, прикладена до зразків, становила 350 В. концентрація елементів (склад в ат. %) визначалась за виміряними інтенсивностями як лінійна залежність інтенсивності від складу поверхні [65, 66].

2.5 Висновки до розділу 2

1. Для дослідження закономірностей структурно-фазових перетворень в тонких плівках на основі FePt обрано шаруваті плівкові композиції Pt(15 нм)/Ag(x нм)/Fe(15 нм), (х = (0 - 25) нм), отримані методом магнетронного осадження на підкладинки термічно окисненого монокристалічного кремнію з орієнтацією (001) за кімнатної температури.

2. Обраний комплекс методів отримання (магнетронне розпорошення), термічної обробки (повільне нагрівання та швидке охолодження зразків) та дослідження (резистометричний аналіз, рентгеноструктурний фазовий аналіз, мас-спектрометрія вторинних нейтралей) дають змогу детально дослідити фазові перетворення та структуру нанорозмірних плівкових композицій Pt(15 нм)/Ag(x нм)/Fe(15 нм) на різних стадіях термічної обробки.



3. РЕЗУЛЬТАТИ І ОБГОВОРЕННЯ

3.1 Перебіг дифузійних процесів та закономірності формування структурно-фазових станів у плівкових композиціях Pt(15 нм)/Fe(15 нм)

Температурну залежність електричного опору нанорозмірних плівкових композицій Pt/Fe при відпалі до температури 610 °С, отримана методом in situ резистометрії, наведено на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 - Температурна залежність електричного опору тонких плівок Pt/Fe, відпалених до різних температур

На рисунку 3.2 представлені результати рентгеноструктурного фазового аналізу тонких плівок Pt/Fe після осадження та відпалів до різних температур. Детальна інформація щодо даних дифрактограм наведена у додатку А.



Рисунок 3.2 - Результати рентгеноструктурного фазового аналізу тонких плівок Pt/Fe після осадження та відпалів до різних температур

Концентраційні профілі двошарових тонких плівок Pt/Fe, отримані методом мас-спектрометрії вторинних нейтралей, показано на рисунку 3.3.

В результаті аналізу характеру зміни кривих електроопору на рисунку 3.1 виділено чотири характерні області (I-IV). Передбачалось, що внаслідок зернограничної дифузії на границі розділу шарів Pt та Fe відбудеться перемішування елементів та утворення хімічно невпорядкованої фази A1-FePt, результатом чого буде різке зростання опору. Подальше збільшення температури термічної обробки зумовить активацію фазового перетворення A1-FePt > L10-FePt та помітне зменшення електричного опору внаслідок перебігу процесу впорядкування [67].



Рисунок 3.3 - Пошарові концентраційні розподіли хімічних елементів за товщиною тонких плівок Pt/Fe після осадження та відпалів до різних температур

На першій ділянці (рисунок 3.1, обл. І) спостерігається практично лінійне зростання електричного опору при відпалах до 155 °С. Результати рентгеноструктурного фазового аналізу (рисунок 3.2, а, б) свідчать про відсутність структурних змін в тонких плівках, а результати пошарового хімічного аналізу показують існування чіткої границі розділу між шарами Pt та Fe. В результаті відпалу до 180 °С (рисунок 3.3, б) відбулось лише незначне проникнення Pt в шар Fe в структурі тонкої плівки порівняно із зразком після осадження. Таким чином, лінійне зростання електроопору на першій ділянці відповідає зростанню електроопору металу верхнього шару тонкої плівки Pt/Fe внаслідок збільшення розсіювання енергії електронів провідності на фононах. Температури, менші за 155 °С, є недостатніми для активації дифузійної взаємодії шарів Pt та Fe.

В інтервалі температур 155 °С - 225 °С (рисунок 3.1, обл. ІІ) також спостерігається лінійний характер зростання електричного опору, проте нахил кривої набагато більший, порівняно з ділянкою І. Оскільки опір твердих розчинів набагато більший, ніж у чистих металів, то збільшення нахилу температурної залежності електричного опору може бути пов'язане з утворенням та подальшим ростом зародків невпорядкованої фази A1-FePt в структурі тонких плівок.

Методом РФА значних змін в структурі двошарової плівки Pt/Fe, відпаленої до 180 °С (рисунок 3.2, в) не виявлено. Проте після відпалу до 210 °С формується невпорядкована фаза A1-FePt (рисунок 3.2, г), що також видно із взаємного проникнення елементів шарів за даними пошарового хімічного аналізу (рисунок 3.3, в). Тобто, температура 210 °С є достатньою для дифузійного перемішування шарів Pt та Fe та утворення зародків невпорядкованої фази. Область ІІ на температурній залежності електроопору (рисунок 3.1) дійсно відповідає процесу формування невпорядкованої фази A1-FePt в структурі тонких плівок.

Інтервал температур 225 °С - 415 °С (рисунок 3.1, обл. ІІІ) характеризується практично незмінним значенням електричного опору. Як видно з результатів структурного аналізу (рисунок 3.2, д, є) після відпалів до 240 °С та 300 °С в структурі тонких плівок присутня лише невпорядкована фаза A1-FePt, кількість якої зростає, про що свідчить збільшення інтенсивності рефлексу (111) від даної фази. Після проведення відпалу до 360 °С формується впорядкована фаза, - на відповідній дифрактограмі (рисунок 3.2, ж) присутні фундаментальний рефлекс (111) та надструктурні рефлекси (001) і (002) від фази L10-FePt. Термічна обробка в області ІІІ приводить до подальшого збільшення концентрації Fe у шарі Pt та концентрації Pt у шарі Fe (рисунок 3.3, г, д). Тобто, область із майже постійним значенням електричного опору (рисунок 3.1, обл. ІІІ) може бути описана наступним чином: у структурі тонкої плівки продовжується процес росту невпорядкованої фази з одночасним формуванням впорядкованої фази за рахунок перетворення деякої кількості фази A1-FePt в L10-FePt. У цьому випадку збільшення опору, пов'язаного з утворенням фази A1-FePt, компенсується зменшенням опору, пов'язаним із процесом упорядкування [17]. Варто відзначити, що вимірювання електричного опору надзвичайно чутливе до структурних змін, що дозволяє визначити початок фазових перетворень навіть до того, як це можна зробити за допомогою методу рентгеноструктурного аналізу.

При температурах біля 415 °С (рисунок 3.1, обл. IV) спостерігається зменшення електричного опору. За даними пошарового хімічного аналізу після відпалу до 360 °С спостерігається не лише збільшення концентрації елементів шарів тонкої плівки один в одному, а і утворення протяжної області з еквіатомним концентраційним відношенням Pt і Fe (рисунок 3.3, є). Зростання температури відпалу обумовлює збільшення концентрації Pt в шарі Fe (рисунок 3.3, ж). Відповідно до даних рентгеноструктурного аналізу (рисунок 3.2, з-л), після відпалу в інтервалі температур 415 °С - 610 °С в структурі тонкоплівкової композиції Pt/Fe присутня тільки впорядкована фаза L10-FePt, проте з даних пошарового хімічного аналізу видно, що для повного перемішування шарів необхідне проведення відпалу до 610 °С (рисунок 3.3, з). Таким чином, в даному випадку за допомогою РФА не можна зафіксувати продовження процесу впорядкування. Тобто зменшення електроопору в області IV вірогідно пов'язане із збільшенням кількості та ступеню впорядкування фази L10-FePt.



3.2 Електрофізичні властивості, структура і фазовий склад плівкових композицій Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм)

За допомогою in situ вимірювання електроопору досліджено структурні зміни під час відпалу нанорозмірних плівкових композицій Pt/Ag/Fe (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 - Температурні залежності електричного опору плівкових композицій Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм), (х = (0 - 25) нм)

Як видно з температурних залежностей електроопору (рисунок 3.4) введення проміжного шару Ag незалежно від його товщини призводить до зсуву інтервалів фазових перетворень в область вищих температур. Тобто Ag виступає в якості дифузійного бар'єру, внаслідок наявності якого ускладняється процес дифузійного перемішування шарів Pt та Fe.

Варто відзначити, що максимальні значення електроопору тонких плівок Pt/Fe без введення проміжного шару Ag є меншими, ніж значення електроопору плівкових композицій з проміжним шаром Ag, що узгоджується із дослідженнями авторів роботи [68], в якій показано та теоретично обґрунтовано, що електричний опір тонких плівок збільшується із зменшенням їх товщини.

Також варто відзначити, що в області високих температур відбувається зменшення електричного опору тонких плівок без проміжного шару та з проміжним шаром Ag товщиною 5 нм. В той самий час, в тонких плівках з шаром Ag товщиною від 10 нм спостерігається збільшення електроопору. Оскільки за допомогою чотиризондового методу фіксується опір приповерхневого шару досліджуваних зразків, така температурна поведінка може бути викликана сегрегацією Ag на поверхні плівкових композицій.

На рисунку 3.5 представлено концентраційні профілі тонких плівок Pt(15 нм)/Ag(10 нм)/Fe(15 нм) після осадження та різних режимів термічної обробки, отримані методом мас-спектрометрії вторинних нейтралей. Вже після осадження спостерігається незначне перемішування шарів Pt та Ag (рисунок 3.5, а). Відпал до 300 °С приводить до дифузійного перемішування Pt та Ag, яка супроводжується сегрегацією Pt на границі розділу Ag/Fe (рисунок 3.5, б, в). Подальше збільшення температури відпалу до 360 °С до суттєвих структурних змін на поверхні плівкової композиції утворюється шар Ag, а на підкладинці - шар FePt (рисунок 3.5, г). Тобто, у випадку, коли товщина додаткового проміжного шару Ag складає 10 нм, для формування в структурі плівкової композиції невпорядкованої фази А1-FePt необхідне проведення відпалу до температури 360 °С. При цьому варто зазначити, що при відпалах до 360 °С та 415 °С шар FePt є неоднорідим, і область біля підкладинки збагачена Fe. В результаті відпалу плівкової композиції Pt/Fe з проміжним шаром Ag товщиною 10 нм до 610 °С (рисунок 3.5, є) шар FePt став більш однорідним, порівняно із тонкою плівкою, відпаленою до 415 °С(рисунок 3.5, д), а границя поділу Ag/FePt - більш чіткою. Варто відзначити, що сегрегація Ag на поверхні плівкової композиції відбувається після відпалу тонкої плівки до 240 °С і вище.



Рисунок 3.5 - Пошарові концентраційні розподіли хімічних елементів за товщиною плівкових композицій Pt(15 нм)/Ag(10 нм)/Fe(15 нм) після осадження та відпалів до різних температур

Дифракційні картини тонких плівок Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм), де х = 5 нм, 10 нм, 20 нм, 25 нм, представлено на рисунках Б.1, Б.2, Б.3 та Б.4 додатку Б відповідно. Порівняння результатів дослідження фазового складу нанорозмірних плівкових композицій Pt/Fe з додатковим проміжним шаром Ag різної товщини після різних режимів термічної обробки наведено в таблиці 3.1.



Таблиця 3.1 - Температурні інтервали існування різних фаз в тонких плівках Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм)

Товщина проміжного шару Ag x, нм	0	5	10	20	25
Фазовий склад
Pt	(0 - 180) °C	(0 - 300) °C	(0 - 300) °C	(0 - 360) °C	(0 - 360) °C
Fe	(0 - 155) °C	(0 - 300) °C	(0 - 300) °C	(0 - 360) °C	(0 - 415) °C
Ag	-	(465 - 610) °C	(360 - 610) °C	(0 - 610) °C	(0 - 610) °C
A1-FePt	(210 - 300) °C	465 °C	(360 - 415) °C	(300 - 415) °С	(360 - 415) °C
L10-FePt	(360 - 610) °C	(465 - 610) °C	(465 - 610) °C	(465 - 610) °C	(415 - 610) °C

Як видно з таблиці 3.1, окремі шари Pt та Fe існують в структурі двошарових тонких плівок Pt/Fe лише при відпалах до температур ? 180 °С, в той час як додавання шару срібла призводить до збільшення температурного інтервалу існування окремих шарів. Невпорядкована фаза A1-FePt існує в структурі двошарових тонких плівок в інтервалі температур 210 °C - 300 °C, а для формування в структурі плівкових композицій з проміжним шаром Ag хімічно невпорядкованої фази A1-FePt необхідне проведення термічної обробки за температур 300 °C - 465 °С в залежності від товщини проміжного шару. Рефлекси від впорядкованої фази L10-FePt з'являються на дифрактограмах двошарових плівкових композицій Pt/Fe після відпалу до 360 °С. При введенні проміжного шару Ag спостерігається збільшення температури початку процесу впорядкування до 415°C - 465 °С. Варто зазначити, що у тонких плівок з проміжним шаром Ag товщиною 5 нм рефлекси від невпорядкованої та впорядкованої фаз фіксуються на дифрактограмах за однієї і тієї ж температури, що складає 465 °С. Тобто, введення проміжного шару Ag призводить до зростання температур початку формування фази A1-FePt та її подальшого впорядкування, а збільшення товщини проміжного шару - дещо зменшує ці температури. Проте чітка залежність між зміною температурних інтервалів існування різних фаз та товщиною проміжного шару Ag не виявлена.

Також варто відзначити, що на дифрактограмах тонких плівок Pt/Ag/Fe з товщиною проміжного шару срібла 5 нм та 10 нм, рефлекс (111) від Ag з'являєтсья лише після відпалів до 465 °С та 360 °С відповідно, в той час як у випадку тонких плівок з проміжним шаром 20 нм та 25 нм даний рефлекс присутній на дифрактограмах після осадження та всіх режимів термічної обробки.

Як видно із рисунку 3.6 додавання проміжного шару срібла призводить до нелінійного зростання розміру зерен впорядкованої фази L10-FePt після відпалу за температури 610 °С від ~ 13 нм для тонких плівок з товщиною проміжного шару 5 нм до ~ 19 нм для тонких плівок з товщиною проміжного шару 25 нм.

Рисунок 3.6 - Залежність розміру зерен фази L10-FePt та Ag в структурі тонких плівок Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм), відпалених до температури 610 °С, від товщини шару Ag

На рисунку 3.7 представлено залежність параметру дальнього порядку фази L10-FePt від товщини додаткового проміжного шару Ag, розрахована для тонких плівок після відпалів до 610°С.

Рисунок 3.7 - Залежність параметру дальнього порядку S фази L10-FePt в структурі тонких плівок Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм), відпалених до температури 610 °С, від товщини шару Ag

Для двошарової тонкоплівкої композиції Pt/Fe цей параметр складає 0,93, що свідчить про високий ступінь впорядкування структури плівкового матеріалу. Введення додаткового проміжного шару срібла приводить до збільшення ступеню впорядкування. Максимальне значення параметру дальнього порядку складає 0,99 і спостерігається для тонкої плівки з найменшим проміжним шаром Ag. Із збільшенням товщини проміжного шару срібла параметр дальнього порядку зменшується і практично досягає значення, характерного для двошарової тонкої плівки Pt/Fe, при товщині проміжного шару Ag 25 нм.

3.3 Висновки до розділу 3

1. Проведено дослідження особливостей перебігу процесів структурно-фазових перетворень та упорядкування у нанорозмірних плівкових системах Pt(15 нм)/Ag(х нм)/Fe(15 нм) під час термічної обробки у вакуумі шляхом аналізу температурних залежностей їх електроопору.

2. Поєднання in-situ вимірювання електричного опору, рентгеноструктурного фазового аналізу та пошарового хімічного аналізу дозволяє визначати температурні інтервали фазових перетворень в тонких плівках на основі Pt/Fe.

3. Формування невпорядкованої фази A1-FePt в тонких плівках Pt(15 нм)/Fe(15 нм) починається при температурі відпалу > 210 °C, а подальше впорядкування відбувається при температурі відпалу 360 °C.

4. Введення проміжного шару Ag різної товщини в тонкі плівки Pt/Fe призводить до підвищення температур фазових перетворень. В той же час, наявність проміжного шару срібла збільшує ступінь впорядкування фази L10-FePt порівняно із двошаровими плівковими композиціями.

5. Зростання електричного опору тонких плівок з проміжним шаром Ag при високих температурах термічної обробки, імовірно, пов'язане із сегрегацією Ag на поверхні тонких плівок.

4. РОЗРОБЛЕННЯ СТАРТАП-ПРОЕКТУ

4.1 Опис ідеї проекту

Зміст ідеї, що пропонується, полягає у розробці створення новітніх нанорозмірних плівкових композицій для використання їх в якості середовища магнітного запису із надвисокою щільністю (> 1 Тб/см2) та надійністю її зберігання. Потенційним товаром даного стартап-проекту є нанорозмірні плівкові композиції Pt(15 нм)/Ag(x нм)/Fe(15 нм), осаджені на підкладинки термічно окисленого монокристалічного Si(001), після термічної обробки у вакуумі (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Зовнішній вигляд нанорозмірних плівкових композицій Pt(15 нм)/Ag(x нм)/Fe(15 нм)/SiO2(100 нм)/Si(001)

Оскільки дослідження даних плівкових композицій все ще триває, надання повної інформації щодо ринкової спроможності неможливе. Проте, використання даних плівкових композицій може дозволити виготовляти жорсткі диски із низькою вартістю одиниці об'єму інформації (на даний момент вона складає близько 0,05 $ за 1 Гб [20]) та високими експлуатаційними показниками.

Аналіз змісту ідеї, напрямків застосування, основних вигод для користувача товару та відмінностей від існуючих аналогів подано у таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Опис ідеї стартап-проекту

Зміст ідеї	Напрямки застосування	Вигоди користувача
Розробка новітніх нанорозмірних матеріалів, перспективних для використання в якості носіїв надщільного магнітного запису	1. Інформаційно-комп'ютерні технології	Мініатюризація жорстких дисків, висока стабільність та надійність збереження інформації, менша вартість продукту у порівнянні з аналогами.
	2. Технології магнітного запису

Результати аналізу потенційних техніко-економічних переваг ідеї порівняно із пропозиціями конкурентів наведено у таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 - Визначення сильних, слабких та нейтральних характеристик ідеї проекту

№	Техніко- економічні характеристики ідеї	Потенційні товари/концепції конкурентів
		Наш проект	Конкурент 1 (Seagate Technology)	Конкурент 2 (Western Digital)	Конкурент 3 (Toshiba)
1	2	3	4	5	6
Економічні показники
1	Собівартість плівкової композиції	дешевший	дорожчий	дорожчий	дорожчий
		S	W	W	W
2	Вартість обслуговування установки для напилення	Висока	Висока	Висока	Висока (вартість безпосередньо установки + ремонт)
		N	N	N	W
3	Витратні матеріали під час напилення	Необхідні	Необхідні	Необхідні	Необхідні
		N	N	N	N
5	Вартість експлуатації (споживання енергії)	Стандартна	Стандартна	Стандартна	Стандартна
		N	N	N	N
6	Вартість установки для запису інформації	Мінімальна (стандартне устаткування)	Висока вартість	Висока вартість	Висока вартість
		S	W	W	W
8	Екологічність (обсяг відходів)	Витратні матеріали	Витратні матеріали	Витратні матеріали	Витратні матеріали (стрічка)
		W	W	W	W

* W (слабка сторона), N (нейтральна сторона), S (сильна сторона)

Як видно з таблиці 4.2 - головними техніко-економічними характеристиками потенційного товару, що формують його конкурентоспроможність, є собівартість нанорозмірних плівкових композицій, а також вартість установки для запису інформації. Слабкою стороною є екологічність ідеї проекту, але оскільки у потенційних конкурентів дана техніко-економічна характеристика також є слабкою стороною, її впливом на потенціал ідеї можна знехтувати.

4.2 Технологічний аудит ідеї проекту

Технології реалізації магнітного запису наведено у таблиці 4.3. Магнітний запис є способом запису інформації шляхом зміни магнітного стану носія і створення у ньому розподілу намагнічування, яке відповідає записуючому сигналу.

Таблиця 4.3 - Технологічна здійсненність ідеї проекту

Технології її реалізації	Наявність технологій	Доступність технологій
Технологія 1 (технології повздовжнього запису)	Технологія існує	Доступна
Технологія 2 (технології перпендикулярного запису)	Технологія існує	Доступна
Технологія 3 (технології термоактивованого запису)	Технологія потребує розроблення для даного конкретного випадку	Зараз не доступна, існують прототипи
Технологія 4 (Черепичний магнітний запис)	Технологія потребує розроблення для даного конкретного випадку	Зараз не доступна

За результатами аналізу таблиці 4.3 можна зробити висновок, що в майбутньому можливо технологічно реалізувати проект, але необхідне проведення подальших досліджень, оскільки об'єкт дослідження (нанорозмірні плівкові композиції Pt(15 нм)/Ag(x нм)/Fe(15 нм)) - це мала частина досить складного механізму (жорсткого диску). Відповідно, за допомогою перпендикулярного магнітного запису можливо було спробувати записати інформацію на диск, який виготовлений з нанорозмірних композицій Pt(15 нм)/Ag(x нм)/Fe(15 нм) на підкладинках SiO2(100 нм)/Si(001) після термічної обробки.

4.3 Аналіз ринкових можливостей запуску стартап­проекту

Магнітна технологія зберігання даних широко розповсюджена протягом останніх більш ніж 50 років і за оцінками вчених [69] залишатиметься найбільш розповсюдженою і в найближчому майбутньому. Обсяги виробництва жорстких дисків з перпендикулярною технологією запису за 2015 рік становлять близько 500 мільйонів штук на рік [70] (рисунок 4.2). На даних носіях інформації зберігається приголомшлива кількість даних - декілька зеттабайт (1021 байт) [2], при цьому, за результатами досліджень компанії IBM, щодня створюється біля 2,5Ч1018 байтів даних [1]. Дані факти зумовлюють високу потребу у вінчестерах.



Рисунок 4.2 - Динаміка ринку жорстких дисків у 2009-2015 рр. [70]

На даний момент ринок жорстких дисків представлений трьома великими гравцями: Seagate Technology, Western Digital та Toshiba, На рисунку 4.3 представлено ринкові долі даних компаній від загального ринку жорстких дисків.

Результати аналізу попиту представлено у таблиці 4.4. На їх підставі можна зробити висновок, що за попереднім оцінюванням ринок є привабливим для входження даного стартап-проекту.



Рисунок 4.3 - Ринкові долі (у %) компаній-виробників жорстких дисків у 2012-2016 рр. [70]

Таблиця 4.4 - Попередня характеристика потенційного ринку стартап-проекту

№ п/п	Показники стану ринку (найменування)	Xарактеристика
1	2	3
1	Кількість головних гравців, од	Виробництвом жорстких дисків зараз займаються всього три компанії : 1)Seagate Technology, 2)Western Digital, 3)Toshiba
2	Загальний обсяг продаж, грн/ум.од, 2017 рік	395 млн. од. (всі виробники)
3	Динаміка ринку (якісна оцінка)	В 2018 році випуск комп'ютерних вінчестерів впаде до 370 млн/штук.
4	Наявність обмежень для входу	Відсутні
5	Специфічні вимоги до стандартизації та сертифікації	Стандарт FIPS 140-2, ISO 40001, ISO 40002, ISO 13485
6	Середня норма рентабельності в галузі (або по ринку)	> 1

Потенційні групи клієнтів, їх характеристики, та орієнтовний перелік вимог до товару для кожної групи наведено у таблиці 4.5.

Таблиця 4.5 - Характеристика потенційних клієнтів стартап-проекту

№ п/п	Потреба, що формує ринок	Цільова аудиторія (цільові сегменти ринку)	Відмінності у поведінці різних потенційних цільових груп клієнтів	Вимоги споживачів до товару
1	Стабільність зберігання інформації на жорстких дисках.	Юридичні особи (компанії), які виготовляють жорсткі диски: - Western digital technologies inc; - Seagate; - Hitachi; - Toshiba; - SanDisk; - Kingston Technology; - Sony Computer Entertainment; - Transcend; -Samsung.	Стандарти, Технічні регламенти, Специфікації, Обсяги закупок, Умови експлуатації	Розміри продукту Геометрія продукту Собівартість Час експлуатації Вимоги до складу Ліцензія
2	Збільшення щільності запису інформації на диск з малими розмірами

Після визначення потенційних груп клієнтів проведено аналіз ринкового середовища. З даною метою складено таблиці факторів, що сприяють ринковому впровадженню проекту (таблиця 4.6), та факторів, що йому перешкоджають (таблиця 4.7). Фактори в таблицях подано в порядку зменшення значущості.



Таблиця 4.6 - Фактори загроз стартап-проекту

№ п/п	Фактор	Зміст загрози	Можлива реакція компанії
1	Нестабільність політичної та економічної ситуації	Зменшення фінансування та попиту	Застосування короткострокових стратегій. Приймання участі у програмах, в тому числі міжнародних, задля залучення додаткових інвестицій.
		Зменшення паливних, енергетичних та матеріально-технічних ресурсів	Перехід на інші види опалення, залучення додаткових інвестицій.

Таблиця 4.7 - Фактори можливостей стартап-проекту

№ п/п	Фактор	Зміст можливості	Можлива реакція компанії
1	Зменшення собівартості товару	Зменшення витратних матеріалів	Збільшення обсягу виробництва
2	Зменшення розміру	Принципово нові можливості виготовлення комп'ютерів та смартфонів нового покоління	Збільшення обсягу продажу.
3	Збільшення щільності запису інформації

Для аналізу пропозиції проведено визначення загальних рис конкуренції на ринку, наведені у таблиці 4.8.

Таблиця 4.8 - Ступеневий аналіз конкуренції на ринку

Особливості конкурентного середовища	В чому проявляється дана характеристика	Вплив на діяльність підприємства (можливі дії компанії, щоб бути конкурентоспроможною)
1. Міжнародна	Зменшення витратних матеріалів	Збільшення обсягу виробництва
2. Зменшення розміру	Принципово нові можливості виготовлення комп'ютерів та смартфонів нового покоління	Збільшення обсягу продажу.
3. Збільшення щільності запису інформації

Фінальним етапом ринкового аналізу можливостей впровадження проекту є складання SWOT-аналізу (матриці аналізу сильних (Strength) та слабких (Weak) сторін, загроз (Troubles) та можливостей (Opportunities) (таблиця 4.9) на основі виділених ринкових загроз та можливостей, а також сильних і слабких сторін.

Таблиця 4.9 - SWOT- аналіз стартап-проекту

Сильні сторони: Внутрішніми перевагами стартап-проекту є високі магнітні властивості впорядкованої фаза L10-FePt, що забезпечують термічну стабільність носія інформації дозволяє навіть при екстремально малих зернах.	Слабкі сторони: Внутрішніми недоліками стартап-проекту є необхідність у проведенні додаткових досліджень, так як у магістерскій десартації опрацьовано лише структуно-фазові властивості конкретного плівкового матеріалу. Також необхідно вирішити ряд технологічних проблем, а також знайти підприємство, яке може виготовляти дані нанорозмірні плівки.
Можливості: Стартап-ідея спрямована на розроблення новітнії наноромірних плівкових композицій з високою щільністю запису інформації на жорстких дисках.	Загрози: Виготовлення нанорозмірних плівок, дослідження фізичних характеристик, стартовий капітал для виробництва, знаходження інвесторів та ряд інших чинників, які можуть привести до збоїв в процесі впровадження у масове виробництво.

Дослідження даних плівкових композицій ще триває, тому не можливо дати повної інформації щодо ринкової спроможності та створити маркетингову модель товару. Дисертаційна робота спрямована на дослідження фундаментальних явищ, а саме - визначення температурних інтервалів структурно-фазових перетворень в двошарових тонких плівках Pt/Fe та плівкова композиція Pt/Fe з додатковим проміжним шаром Ag. Нанорозмірні плівкові композиції Pt/Fe з додатковим проміжним шаром Ag різної товщини на даний момент є тільки перспективним матеріалом для потенційного використання в якості середовища для магнітного запису інформації, і на разі тільки використовується у дослідницьких цілях.

4.4 Висновки до розділу 4

1. Продемонстровано перспективність впровадження даної ідеї стартап-проекту (створення новітніх нанорозмірних плівкових композицій для використання їх в якості середовища магнітного запису із надвисокою щільністю), перевагами якої є суттєве збільшення щільності магнітного запису.

2. Показано, що дана ідея проекту може бути комерціалізована з огляду на наявність попиту та динаміку ринку. Подальша імплементація проекту може бути доцільною за умови подолання складнощей, пов'язаних із знаходженням стартового капіталу, інвесторів та підприємства-виробника.



5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

Охороні праці та безпеці людей у надзвичайних ситуаціях приділяється в Україні особлива увага. Охорона праці - це система законодавчих актів і відповідних їм соціально-економічних, технічних, санітарно-гігієнічних і організаційних заходів, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі трудової діяльності [71]. Основні положення про охорону праці визначені конституцією України, законом України «Про охорону праці» та іншими законодавчими і нормативно-технічними актами.

Охорона праці є невід'ємною частиною організації праці і виробництва. Охорона праці вимагає створення таких умов трудової діяльності, при яких виключається вплив на працюючий персонал небезпечних і шкідливих виробничих факторів. Здоров'я і безпечні умови праці персоналу можуть бути забезпечені виконанням науково обґрунтованих правил і норм. Крім того, охорона праці включає організаційні і технічні заходи, спрямовані на усунення причин травматизму і захворювань робітників та службовців на виробництві, створення для них безпечних умов, поступову ліквідацію шуму і вібрацій, запиленості виробничих приміщень, будівництво і реконструкцію санітарно-побутових приміщень, поліпшення забезпечення робітників засобами індивідуального захисту. Усе це в комплексі підвищує продуктивність праці людини і зберігає її здоров'я [72].

Метою цього розділу є аналіз шкідливих та небезпечних факторів, при яких виникає небезпека ураження організму, умов, що можуть привести до травмування в процесі дослідження дифузійних процесів та фазових перетворень в НПК Pt/Fe, а також розробка заходів спрямованих на усунення цих факторів та безпеку у надзвичайних ситуаціях.

Аналізуючи умови праці при виконанні науково-дослідної роботи (НДР) необхідно розглянути такі чинники:

- мікроклімат;

- склад повітря робочої зони;

- шум;

- вібрації;

- освітлення;

- електричний струм;

- випромінювання від комп'ютера

5.1 Аналіз параметрів приміщення

Науково-дослідницька робота виконувалась на кафедрі фізики металів КПІ ім. Ігоря Сікорського в корпусі № 9, на 5 поверсі в лабораторії рентгеноструктурного аналізу № 506. Схема лабораторії представлена на рисунку 5.1. Параметри робочої кімнати наведені нижче:

- розміри лабораторії: ширина - 6 м, довжина - 8 м, висота - 3 м.

- розміри вікон: ширина - 2,3 м, висота - 2 м.



1 - стіл письмовий; 2 - комп'ютер; 3 - книжкова шафа; 4 - вакуумний універсальний пост ВУП-5М; 5 - шафа для інструментів; 6 - двері; 7 - вікна

Рисунок 5.1 - План-схема кімнати № 506-9, в якій виконувалася науково-дослідницька робота

Лабораторія має площу 48 м2 і об'єм 144 м3. Приміщення, в якому виконувалася НДР, має 4 робочі місця, і, відповідно, площа, яка приходиться на одну людину - 12 м2, а об'єм - 36 м3, що відповідає вимогам ГОСТ 12.2.032-78, згідно з якими на одну людину повинно приходитись не менше 6 м2 площі та 20 м3 об'єму робочого приміщення [73].

Оптимальні і допустимі температура, відносна вологість та швидкість руху повітря в робочій зоні в залежності від пори року та категорії важкості робіт встановлені ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень»[74].

Згідно ДСН 3.3.6.042-99 категорія важкості робіт - І б. Ця категорія містить легкі фізичні роботи до 150 Ккал/год. Результати дослідження та нормовані величини параметрів мікроклімату в робочій зоні лабораторії № 506 показали, що в холодний період року при водяному опаленні фактична температура становить 21 °С (допустима - (20 - 24) °С), фактична швидкість руху повітря - 0,1 м/с (допустима < 0,2 м/с) та фактична відносна вологість - 65 % (допустима < 75 %). В теплий період року при природньому повітро-обміну фактична температура становить 24 °С (допустима - (21 - 28) °С), фактична швидкість руху повітря - 0,1 м/с (допустима - (0,1 - 0,3) м/с) та фактична відносна вологість - 55 % (допустима < 60 % при 27 °С). Значення показників мікроклімату в лабораторії № 506 наведено в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 - Мікроклімат лабораторії та ДСН 3.3.6.042-99 [74]

Період Року	Кате-горія робіт	Температура, °С	Відносна вологість, %	Швидкість руху повітря, м/с	Опа-лення	Венти-ляція
		Факт.	Допуст.	Факт.	Допуст.	Факт.	Допуст.
Холо-дний	Легка І б	21	20-24	65	< 75	0,1	<0,2	Водяне	Природна
Теп-лий		24	21-28	55	< 60 при 27 °С	0,1	0,1-0,3	-

Можна зробити висновок, що мікроклімат в лабораторії, в якій проводилась НДР, відповідає вимогам санітарних норм.

5.2 Склад повітря робочої зони

Чистота повітря в лабораторії визначається вмістом пилу і шкідливих речовин. За ГОСТ 12.1.005-88 [75] встановлені гранично допустимі концентрації шкідливих речовин qПДК (мг/м3) в повітрі робочої зони виробничих приміщень. Надходження до повітря робочої зони тієї чи іншої шкідливої речовини залежить від технологічного процесу, сировини, яка використовується, а також від проміжних та кінцевих продуктів.

Оскільки з матеріалами, які використовуються в твердому стані, в даній лабораторії (506-9) не проводяться процеси шліфування, полірування та травлення, щодня проводиться вологе прибирання приміщення, то можна сказати, що шкідливі речовини та запиленість приміщення не перевищує допустимих значень.



5.3 Аналіз освітлення приміщення

Правильно підібране освітлення надає нормальні умови для організації робочого процесу. Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути: природним, що створюється прямими сонячними променями; штучним, що створюється електричними джерелами світла, та суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

Природне освітлення поділяється на: бокове (одно- або двостороннє), що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах; верхнє - через ліхтарі та отвори в дахах і перекриттях; комбіноване - поєднання верхнього та бокового освітлення.

В лабораторії наявне як природне, так і штучне освітлення. Природне бокове освітлення забезпечується наявністю вікон з південного боку. Відстань між робочим місцем та вікном складає 3 м. Для забезпечення штучного освітлення використовують люмінесцентні лампи розжарювання ЛБ-40 (24 одиниці). Виконувану роботу можна віднести до роботи високої точності (III розряд зорових робіт), бо розмір зразків не перевищують 3-5 мм.

5.3.1 Аналіз природного освітлення

Основне розрахункове рівняння при боковому природному освітленні має вигляд [76]:

(5.1)

де е - фактичне значення КПО;

S0 - площа вікон;

Sп - площа підлоги;

Кз - коефіцієнт запасу, який приймається згідно таблиці 3 [76] (для приміщень з нормальними умовами середовища (кабінети, навчальні, житлові кімнати, лабораторії, читальні зали) дорівнює 1);

з0 - світлова характеристика вікон (визначається з таблиці Л.1 [76]). В даному випадку з0 = 18, тому що відношення довжини до глибини приміщення складає 6/8 = 0,75.

Відношення глибини приміщення до його висоти рівня умовної робочої поверхні до верха вікна:

8/(2,7 - 0,8) = 4,2

Висота верха вікна відносно підлоги дорівнює 2,7 м.

Умовна робоча поверхня дорівнює 0,8 м від підлоги.

Загальний коефіцієнт світлопроникнення для бокового освітлення ф0 визначається за формулою:

, (5.2)

де ф1 - коефіцієнт світлопропускання матеріалу, який визначається з таблиці Л.3 (в даному випадку 0,8, оскільки в лабораторії подвійна рама);

ф2 - коефіцієнт, який враховує втрати світла за рахунок віконних перетинів, який визначається за таблицею Л.3 [76] (в даному випадку 0,7, оскільки рама дерев'яна, спарена);

ф3 - коефіцієнт, який враховує втрати світла в несучих конструкціях і визначається за таблицею Л.3 [76] (при боковому освітленні ф3 = 1);

ф4 - коефіцієнт, який враховує втрати світла за рахунок сонцезахисних пристроїв і визначається з таблиці Л.4 [76] (оскільки в лабораторії присутні регулюючі жалюзі, що складаються, то ф4 = 1);

Кбуд - коефіцієнт, який враховує затінювання вікон протилежними будинками, визначається з таблиці Л.2 [76]. В даному випадку 1, тому, що Р/Нбуд = 40/11 = 3,63, де Р - відстань між двома будинками;

Нбуд - висота розміщення карнизу протилежного будинку над підвіконням вікна, що розглядається;

r1- коефіцієнт, який враховує підвищення KПO при боковому освітленні завдяки світлу, відбитого від поверхонь приміщення.

Значення коефіцієнта r1 визначається за табл. Л.5 [76]

сстелі= 80 % Sстелі= 48м2

сстін= 50 % Sстін= 84м2

спідлоги= 30 % Sпідлоги= 48м2

(5.3)

0,76

Відношення відстані розрахункової крапки від зовнішньої стіни до глибини приміщення дорівнює 0,125.

Згідно таблиці Л.5 [76]: r1 = 1,1.

Визначимо загальний коефіцієнт світлопропускання вікон ф0 :

З рівняння (5.1) знайдемо е:

(5.4)

Площа одного вікна дорівнює:

Sвікна = a·b = 2,3·2 = 4,6 м2

Оскільки в лабораторії два вікна, то:

S0 = 2·Sвікна = 2·4,6 = 9,2 м2



Площа підлоги Sп становить:

Sп = a·b = 6·8 = 48 м2

Підставивши всі значення до формули (5.5), отримаємо:

Розрахуємо нормоване значення КПО en для нашого приміщення за формулою [76]:

(5.5)

де eн - значення КПО за таблицями 1 та 2 [76] (для зорових робіт середньої точності eн становить 1,5);

mn - коефіцієнт світлового клімату за таблицею 4 [76]. Природне освітлення потрапляє в лабораторію крізь бокові вікна зорієнтовані на південь (mn - для південної орієнтації вікон становить 0,85).

Таким чином:

З розрахунків видно, що природне освітлення недостатнє, тому для забезпечення нормальної освітленості приміщення лабораторії на кожному столі потрібно встановити світильник, який концентрує світловий потік безпосередньо на робочих місцях (місцеве освітлення). В разі невідповідності освітлення встановленим нормам, у працівників при тривалій роботі виникають послаблення зору, головні болі, розсіяння уваги, що в свою чергу може призвести до неточностей у виконанні роботи.

5.3.2 Аналіз штучного освітлення

Завдання світлотехнічного розрахунку системи штучного освітлення полягає у визначенні потужності джерел світла за заданою освітленістю, або у визначенні за даним розміщенням світильників і відомій потужності джерел світла освітленості на розрахунковій площині і розподілення яскравості в полі зору. Для розрахунку штучного освітлення використовують в основному три методи: світлового потоку (коефіцієнта використання), точковий та питомої потужності.

В даній роботі використаємо метод світлового потоку, розрахункове рівняння згідно якого має вигляд [76]:

, (5.6)

де F - світловий потік;

E - нормована освітленість, лк;

S - площа приміщення, що освітлюється, м2;

K - коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп;

Z - коефіцієнт нерівномірності освітлення;

N - кількість світильників;

n - кількість ламп у світильнику;

з - коефіцієнт використання світлового потоку.

Коефіцієнт використання світлового потоку з визначається за світлотехнічними таблицями залежно від показника приміщення i коефіцієнтів відбиття стін та стелі. Показник приміщення і вираховується за формулою:

(5.7)

де a і b - ширина і довжина приміщення, м;

h - висота світильника над робочою поверхнею, м.

Отже, маємо:

Користуючись даними таблиці 19 [77] за умовою, що сстелі = 80 %, сстіни = 50 %, знаходимо з =48 %, або 0,48.

З рівняння (5.5) заходимо Е:

(5.8)

де F = 40 W для ламп ЛБ довжиною 1,2 м;

K =1,5 для ламп ЛБ;

Z = 1,1 для люмінесцентних ламп;

N = 9 шт.;

n = 2 шт.;

з = 0,48;

S = 48 м2.

Згідно ДБН В.2.5-28-2006 (таблиця К.1 в [76]) нормований показник освітленості робочих поверхонь при загальному освітленні в кабінетах та робочих приміщеннях становить 300 лк. Отримане значення Е перевищує норму тобто, штучне освітлення є достатнім.

5.4 Виявлення і аналіз наявності шуму, вібрації, інфра- та ультразвуку

Науково-дослідницька робота виконувалась на установці ВУП-5М, що видає певний шум під час роботи.

Шум - це сукупність звуків різноманітної частоти та інтенсивності, що виникають в результаті ковалентного руху частинок у пружному середовищі. Це один із видів звуку, який називають «небажаним» звуком.

Основними фізичними характеристиками звуку є:

- частота f (Гц);

- звуковий тиск Р (Па);

- інтенсивність або сила звуку І (Вт/м2);

- звукова потужність щ (Вт).

Швидкість поширення звукових хвиль в атмосфері при 20 °С становить 344 м/с. Органи слуху людини сприймають звукові коливання в інтервалі частот від 16 Гц до 20 000 Гц. Але деякі із звуків не сприймаються органами слуху: коливання з частотою менше 16 Гц - інфразвук, з частотою вище 20 000 Гц - ультразвук. Згідно ДСН 3.3.6.037 - 99 [78] допустимі параметри інфра- та ультразвуку наведені в табл. 5.2:

Таблиця 5.2 - Допустимі параметри інфра- та ультразвуку [78]

Інфразвук
Показники	Допустиме значення	Фактичне значення
2 Гц,4 Гц,8 Гц,16 Гц	Не більше 105 дб	25 дб
32 ГЦ	Не більше 102 дб	30 дб
Ультразвук
11-20 кГц	75-100 дб	50 дб
20-100 кГц	Не більше 110 дб	60 дб

Мінімальну інтенсивність звуку, яку відчуває людина, називають порогом чутливості. За поріг чутливості беруть звуковий тиск, який дорівнює 2•10-5 Н/м2 при стандартній частоті 1000 Гц. При цій частоті, інтенсивність звуку І = 1012 Вт/м2, а відповідний їй тиск Р = 2•10-5 Па. Максимальна інтенсивність звуку, при якій вухо починає відчувати болючі відчуття, називається порогом болісного відчуття, дорівнює 102 Вт/м2, а відповідний йому звуковий тиск Р = 2•102 Па.

Зниження впливу шуму на організм людини досягається такими методами:

- зменшення шуму у джерелах їхнього утворення;

- ізоляцією джерел шуму засобами звуко - та віброізоляції;

- звуко- та вібропоглинання;

- архітектурно-планувальними рішеннями, що передбачають раціональне розміщення технологічного устаткування, машин та механізмів;

- акустичним опрацюванням помешкань, застосуванням засобів індивідуального захисту.

5.5 Електробезпека

Електричне обладнання, яке використовується при виконанні науково-дослідної роботи, живиться напругою 220 В змінного струму частотою 50 Гц. Воно відноситься до І та ІІ класів електротехнічних виробів за способом захисту людини від враження електричним струмом у відповідності з ГОСТ 12.1.030-81 [79].

На ступінь ураження електричним струмом впливає ряд факторів: величина струму (1 мА), тип струму (струм змінний), частота струму (50 Гц), шлях струму в організмі, тривалість дії струму, стан організму, виробниче середовище.

При розробці захисних заходів, небезпечним вважається струм 25 мА, при якому важко самостійно відірватись від провідника, а струм величиною 100 мА може призвести до смертельного наслідку.

Під час виконання трудового процесу причинами враження електричним струмом можуть стати наступні причини:

- випадкове доторкання до частин обладнання, що перебувають під напругою, через відсутність засобів захисту приладів або безвідповідальне відношення до безпеки персоналу;

- доторкання до частин електроприладів, які випадково потрапили під напругу через ушкодження ізоляції чи іншого ушкодження;

- потрапляння під напругу під час ремонтування приладів через помилкове їх включення під час ремонту.

Проходячи скрізь людину, електричний струм здійснює термічний, електролітичний та біологічний вплив. Термічний вплив призводить до опіків окремих частин тіла, пошкодження судин, нервів та інших тканин. Електролітичний вплив призводить до розкладенні крові та інших органічних рідин, в результаті чого виникає значне порушення їх фізико-хімічного складу. Біологічний вплив проявляється як особливий специфічний процес, властивий лише живій тканині: подразнення та збудження живих тканин організму, що супроводжується невимушеним скороченням м'язів; порушення внутрішніх біоелектричних процесів.

У лабораторії, де виконувалась науково-дослідницька робота, наявне правильно виконане захисне заземлення корпусів, електроустаткування і приладів. З точки зору небезпеки враження людини електричним струмом приміщення лабораторії № 506 відноситься до приміщення без підвищеної небезпеки. Це сухі приміщення з температурою повітря (18 - 25) °С та струмонепровідною підлогою. Розташування робочих місць таке, що виключається можливість одночасного доторкання до корпусів, електроустаткування і приладів.

5.6 Пожежна безпека

Згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016 категорії приміщень та будівель підвідомчих підприємств та установ визначаються міністерствами та відомствами, а також технологами проектних організацій на стадії проектування [80].

В залежності від речовин та матеріалів, що знаходяться у приміщенні небезпекою приміщення та будівлі за вибуховою та пожежною безпекою поділяються на категорії А, Б, В, Г і Д. В приміщенні категорії А наявні вибухо-пожежонебезпечні, горючі гази, легкозаймисті рідини з температурою спалаху не більше 28 °С, а також речовини та матеріали, здатні вибухати та горіти при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним у кількостях, що можуть утворювати вибухонебезпечні парогазоповітряні суміші, при спалахуванні яких розвивається надлишковий тиск вибуху в приміщенні, який перевищує 5 кПа. В приміщенні категорії Б присутні горючий пил чи волокна, легкозаймисті рідини з температурою спалаху більше 28 °С, горючі рідини у кількостях, що можуть утворювати вибухонебезпечні пилеповітряні чи парогазоповітряні суміші, при спалахуванні яких розвивається надлишковий тиск вибуху в приміщенні, який перевищує 5 кПа. В приміщенні категорії В присутні горючі та важкогорючі рідини, тверді та важкогорючі речовини та матеріали (в тому числі пил та волокна), речовини та матеріали, здатні при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним лише горіти, за умови, що приміщення, в яких вони наявні, не відносяться до категорій А і Б. В приміщені категорії Г наявні негорючі речовини та матеріали в гарячому, розжареному чи розплавленому стані, процес обробки котрих супроводжується виділення променевого тепла, іскор та полум'я; горючі гази, рідини та тверді речовини, котрі спалюються чи утилізуються в якості палива. В приміщенні категорії Д присутні негорючі речовини та матеріали в холодному стані).

Відповідно до вищезазначеного лабораторія № 506 відноситься до приміщення категорії Г. План евакуації в разі виникнення пожежі наведено на рисунку 5.2.



Рисунок 5.2 - План евакуації

Засобами виявлення пожежі є автоматичні датчики-сигналізатори про пожежу, а засобом оповіщення співробітників про пожежу окрім датчиків-сигналізаторів служить внутрішній службовий зв'язок.