海水中微生物膜下金屬材料初期腐蝕行為.pdf

1、硫酸鹽還原菌(SRB)是微生物腐蝕中最主要的微生物之一，SRB在金屬表面附著、生長(zhǎng)、新陳代謝及死亡等生命活動(dòng)導(dǎo)致了金屬表面狀態(tài)、金屬/海水界面結(jié)構(gòu)及附近化學(xué)成分的改變，由此引起的材料的局部腐蝕，己有眾多學(xué)者作過(guò)較深入的研究。但對(duì)微生物膜下金屬材料腐蝕初期的微觀行為研究還較少，對(duì)生物膜/金屬界面腐蝕機(jī)制的研究還不透徹。隨著海洋開(kāi)發(fā)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，微生物腐蝕日益受到關(guān)注，研究國(guó)產(chǎn)船用材料在海洋環(huán)境中的生物腐蝕具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2、 本工作使用從青島海域的海泥中富集培養(yǎng)出的SRB，研究了SRB的生長(zhǎng)環(huán)境和生長(zhǎng)曲線。利用原子力顯微鏡觀察了微生物膜在固體表面的形成過(guò)程，同時(shí)通過(guò)原子力顯微鏡的力-距離曲線在微觀尺度上測(cè)量了探針針尖與生物膜表面的粘附力，證明了微生物容易在固體表面通過(guò)相互之間的作用力形成微生物膜。 對(duì)SRB在Q235A鋼、304SS和高錳鋁青銅表面所形成的微生物膜和腐蝕產(chǎn)物膜進(jìn)行了離線(SEM)的和原位(AFM)的監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明在最初的金屬表

3、面的生物膜形成過(guò)程中，金屬本身的表面特征對(duì)生物膜的形成和發(fā)展起著關(guān)鍵的作用，形成的微生物膜的不同導(dǎo)致了不同的腐蝕過(guò)程。以不銹鋼為研究電極，首次結(jié)合電化學(xué)原子力顯微鏡技術(shù)研究了陰極極化對(duì)微生物膜的影響。 利用X射線衍射儀及X衍射光電子能譜等方法，對(duì)金屬材料在生物環(huán)境和非生物環(huán)境中腐蝕產(chǎn)物組成，以及生物膜中離子的遷移規(guī)律等進(jìn)行了深入研究，探討了不同的腐蝕產(chǎn)物對(duì)材料的腐蝕作用。 采用自腐蝕電位、極化曲線、電化學(xué)交流阻抗等方法，

4、對(duì)Q235A鋼、304SS和高錳鋁青銅材料的腐蝕電化學(xué)行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：不同生長(zhǎng)時(shí)期的SRB在材料表面形成的微生物膜、腐蝕產(chǎn)物膜和代謝產(chǎn)物所導(dǎo)致的腐蝕電化學(xué)特征不同。Q235A鋼表面形成的疏松多孔的腐蝕產(chǎn)物膜產(chǎn)生的濃差電池和硫化物與基體形成的電偶腐蝕是Q235A鋼點(diǎn)蝕形成的主要原因；微生物膜的附著降低了304SS的表面氧化物膜的穩(wěn)定性，代謝產(chǎn)生的H2S使致鈍電流密度和維鈍電流密度增加，活化區(qū)變寬，鈍化區(qū)變窄，導(dǎo)致鈍化膜遭受破壞，