【摘要】：海洋是遠(yuǎn)未充分開發(fā)的資源寶庫,高鹽、高濕、波動、微生物活動等因素的存在使海洋環(huán)境具有極強(qiáng)的腐蝕性,通常使用于海洋工程建構(gòu)的傳統(tǒng)金屬材料因其脆弱的耐蝕性常常無法滿足抵御海水侵蝕要求。長期服役的海工設(shè)施遭到腐蝕后,帶來的不僅是巨額的維護(hù)費(fèi)用,甚至導(dǎo)致災(zāi)難后果的發(fā)生。除了常用的涂層、介質(zhì)處理、電化學(xué)保護(hù)等方法外,本文嘗試從微生物角度出發(fā),通過探究中國東海富集菌種殺魚假交替單胞菌對幾類常見金屬材料腐蝕行為的影響,來討論利用微生物方法抑制材料腐蝕的可能性。論文采用電化學(xué)測試、表面分析、物質(zhì)定性定量技術(shù)、生物學(xué)等方法研究了Q235A碳鋼、C95400鋁青銅、純鈦金屬及處于外部載荷作用下的HRB400熱軋帶肋鋼筋在含殺魚假交替單胞菌人工海水中腐蝕行為的變化。結(jié)果顯示:(1)殺魚假交替單胞菌能極大提高Q235A碳鋼在海水中的電化學(xué)阻抗值,且腐蝕電流、腐蝕速率均大幅下降,掃描圖像顯示碳鋼表面有生物膜產(chǎn)生。外加發(fā)光桿菌后,殺魚假交替單胞菌依然能保持高效的緩蝕效果;(2)C95400鋁青銅由于能在海水中形成鋁氧化膜所以自身具有良好的耐蝕性,但在有菌條件下其電荷轉(zhuǎn)移電阻依然有很大程度的提高,生物膜與氧化膜形成的重疊結(jié)構(gòu)大大加強(qiáng)了鋁青銅的耐蝕性;(3)純鈦金屬自身不受海水影響,但從電化學(xué)結(jié)果分析,純鈦的阻抗半徑同樣增大,且通過激光共聚焦圖像可以觀察到生物膜的三維結(jié)構(gòu)與厚度信息;(4)HRB400熱軋帶肋鋼筋的電化學(xué)阻抗值與極化曲線表明其耐蝕性得到強(qiáng)化,并且鋼筋表面完全被生物膜與氧化物的混合膜層所覆蓋不會出現(xiàn)無菌條件下垂直于拉應(yīng)力方向的腐蝕痕跡;(5)細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)室常用的廣口瓶培養(yǎng)器中提高金屬耐蝕性的能力要強(qiáng)于模擬海洋環(huán)境系統(tǒng)中。這是因?yàn)楦吡魉�、高含氧量的海水首先會加重金屬基體的腐蝕,又會影響細(xì)菌的生命活動與生物膜的結(jié)構(gòu),使生物膜疏松不致密,無法阻隔金屬基體與海水的直接接觸,削弱細(xì)菌的緩蝕作用。而在廣口瓶培養(yǎng)系統(tǒng)中細(xì)菌能快速進(jìn)入對數(shù)生長期,細(xì)菌數(shù)量與胞外聚合物顯著增多使得完整致密且均勻分布于金屬表面的生物膜快速形成。更快成形且結(jié)構(gòu)完好的保護(hù)層,阻止了基體進(jìn)一步腐蝕,從而起到良好的緩蝕作用。紅外光譜圖還顯示細(xì)菌會分泌只存在于廣口瓶培養(yǎng)器中的酰胺類(金屬蛋白酶)有效緩蝕物質(zhì),這也是導(dǎo)致廣口瓶中金屬耐蝕性提升幅度更大的另一原因。從以上結(jié)果可知?dú)Ⅳ~假交替單胞菌能顯著抑制常見金屬材料在海水中的腐蝕過程。
【圖文】：

圖 1-1 金屬材料表面細(xì)菌生命活動導(dǎo)致產(chǎn)生的腐蝕電池示意圖洋環(huán)境中形成的生物膜結(jié)構(gòu)與分布不均勻，所以氧氣氧氣在多孔或密集堆積的腐蝕產(chǎn)物中不同的透過量，OB 的生命活動對氧氣的消耗，造成金屬表面不同區(qū)濃差電池，產(chǎn)生電位差，其中富氧區(qū)為陰極，缺氧區(qū)傳遞形成腐蝕電流，引起了嚴(yán)重的點(diǎn)蝕和裂隙腐蝕（H意的是，如果微生物消耗氧氣的速率超過了氧氣向膜理會發(fā)生改變，電化學(xué)過程可能停止。除此之外，成蝕性離子如 Cl-、Br-往陽極區(qū)擴(kuò)散。物程中會分泌能與基體反應(yīng)的物質(zhì)或酸，如 H2S 溶于

成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文多，沒有概括性的論述，但鑒于微生物緩蝕的低綠色緩蝕劑�；帢O硫酸鹽還原料電池的發(fā)展，人們開始從生物能量學(xué)和生物電生物腐蝕中所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧�。Xu et al.（2014）athodic sulfate reduction）理論認(rèn)為 SRB 腐蝕金屬應(yīng)，，細(xì)菌將鐵作為電子供體交換得到的能量高于細(xì)菌是直接通過生物納米線這種體外細(xì)胞器作為 1-3 所示，這有別于傳統(tǒng)理論中認(rèn)為的胞外傳遞膜下”這一全新看法顛覆了人們對于物理陰極的從細(xì)菌自身的能量交換著手分析其腐蝕金屬的過領(lǐng)域指明新方向。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2628725