304不锈钢的微生物腐蚀行为研究
微生物腐蚀(MIC)是指微生物引起的腐蚀或受微生物影响的腐蚀，海上采油平台，海底输送管线等海洋金属构建物都受到微生物腐蚀的严重影响，给国民经济造成巨大的损失，因此，海洋环境下钢铁的微生物腐蚀已引起了人们的广泛关注。微生物对钢的腐蚀影响非常复杂，微生物的种类数量、与钢表面的空间关系、对腐蚀的影响程度、作用机制等都是随暴露时间而变化的。
本文采用最大可能菌数法测定不同培养时间下的培养液中细菌的数量，绘制细菌生长曲线，得到了青岛海水中细菌的生长规律(分为四个周期：迟缓期、对数生长期、稳定生长期、衰亡期)。通过对海水中的细菌进行分离，培养，得到两种不同形态的单菌落：一种是圆形、隆起、边缘呈波状的菌落，一种是点状、扁平、边缘基本整齐的菌落。用透射电镜对培养7d后的细菌进行了形态观察，得到5种不同形态的细菌，此种培养方法下，主要是球状菌和杆状菌对不锈钢的腐蚀起主要作用。
将不锈钢和碳钢暴露在无菌和有菌培养基中，分别制备无微生物和有微生物的试样。暴露不同时间(30-270d)的不锈钢和碳钢的照片观察表明，不锈钢整体的耐蚀性优于碳钢，但在微生物的作用下，其极易发生局部腐蚀，这大大的影响了不锈钢在海洋中的应用：不锈钢表面的生物膜和腐蚀产物形貌及腐蚀后的表面形貌的扫描电镜照片表明，在有菌环境中，不锈钢表面形成疏松的生物膜，生物膜下富含腐蚀产物，进而形成局部腐蚀电池，促进不锈钢表面点蚀的形成和发展，无菌环境中形成的腐蚀产物也影响了不锈钢的腐蚀，但较有菌环境中微生物膜的影响小得多；自腐蚀电位表明，刚浸入培养基时，无菌和有菌情况下不锈钢的自腐蚀电位变化规律不同，无菌培养基中的自腐蚀电位快速正移，而有菌培养基中的自腐蚀电位则是先快速负移后再正移；交流阻抗谱显示，随着培养时间的延长，电化学阻抗值在无菌培养基中先增大后降低，而在有菌培养基中阻抗值整体呈降低趋势；弱极化测量和动电位扫描说明，腐蚀初期，不锈钢在无菌和有菌培养基中的腐蚀速度差别不大，暴露30天左右，不锈钢在有菌培养基中的腐蚀速度高于在无菌培养基中的腐蚀速度，且随暴露时间的延长，不锈钢在两种介质中的腐蚀速度差别(比值)呈增大的趋势。
在实验室对优势菌种进行了平板培养，制备了覆盖有生物膜的不锈钢电极，用交流阻抗测试技术研究了不锈钢在生物膜下的腐蚀行为。浸泡初期，不锈钢表面的生物膜比较致密均匀，因而腐蚀过程受到抑制，随着浸泡时间的延长，生物膜变得疏松，不锈钢腐蚀加快，一旦培养基中的营养物质消耗殆尽，细菌停止生长，逐渐死亡，生物膜开始脱落，不锈钢表面又快速形成一层均匀致密的钝化膜。生物膜的存在实际上是延缓了不锈钢钝化膜的形成。
不锈钢;微生物腐蚀;腐蚀行为;电化学;生物膜
中国海洋大学
硕士
材料物理与化学
尹衍升
2007
中文
TG172.7
71
2007-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）