發(fā)布時間：2020-12-21 03:36

　　采用失重法分析5754鋁合金在含海洋常見微生物枯草芽孢桿菌（B.subtilis）的海水中的腐蝕行為,利用SEM和白光干涉儀分別觀察了表面腐蝕產(chǎn)物形貌及腐蝕輪廓,并用EDS和XRD分析了表面腐蝕產(chǎn)物成分,最后利用EIS研究該鋁合金的腐蝕機理。結(jié)果表明,浸泡在含有微生物B.subtilis的海水環(huán)境中,鋁合金腐蝕速率為12.5 mg/（dm²·d）,僅為浸泡在不含有微生物海水環(huán)境中鋁合金腐蝕速率的1/6。浸泡在含有B.subtilis的海水環(huán)境中,鋁合金表面逐漸形成一層以CaMg（CO₃）₂為主要成分的礦化物質(zhì)膜,微生物B.subtilis的存在促進了生物礦化膜的形成,阻礙了海水對鋁合金的侵蝕,從而抑制了鋁合金在海水環(huán)境中的點蝕。 

【文章來源】：金屬學(xué)報. 2020年12期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

5754鋁合金在不同溶液中浸泡前后的表面形貌及成分分析

5754鋁合金在2種不同海水中浸泡15 d后去掉表面腐蝕產(chǎn)物膜，表面的腐蝕形貌輪廓如圖3所示。從圖中可以看出，浸泡在滅菌海水中的鋁合金表面點蝕嚴重，點蝕坑數(shù)量較多，對點蝕坑的深度和尺寸進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)浸泡在滅菌海水中的鋁合金表面點蝕坑平均深度為7.3μm，平均直徑為25.3μm，點蝕坑深度最大達到8.5μm。而浸泡在含微生物B.subtilis的海水中，鋁合金表面幾乎沒有發(fā)現(xiàn)點蝕現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計表明，鋁合金表面點蝕坑的最大深度為3.4μm，遠小于浸泡在滅菌海水中鋁合金表面的最大點蝕坑深度(8.5μm)。通過對比發(fā)現(xiàn)，微生物B.subtilis的存在，可以抑制鋁合金在海水中的點蝕，主要原因是海水中含有大量的Ca2+和Mg2+，微生物新陳代謝產(chǎn)生的胞外聚合物會絡(luò)合海水中的Ca2+和Mg2+等金屬離子，并最終形成由有機物和無機物共同組成的生物礦化膜[20～22]。鋁合金浸泡后的表面形貌及膜層組成分析結(jié)果也證實了該結(jié)論，均勻致密的膜層阻礙了基體材料與腐蝕介質(zhì)(尤其是Cl-)之間的物質(zhì)交換，同時礦化膜的形成降低了O2的交換頻率，對腐蝕的發(fā)生存在抑制作用，尤其抑制了鋁合金的點蝕行為。2.5 電化學(xué)結(jié)果

采用電化學(xué)工作站測試的5754鋁合金在2種溶液中浸泡不同時間的EIS分別如圖4和5所示。從Nyquist圖(圖4a)可以看出，在無菌條件下，阻抗弧半徑隨著浸泡時間的延長逐漸減小，說明此時間段試樣的阻抗越來越小，耐蝕性逐漸降低，試樣的腐蝕速率不斷增加，主要是因為隨著浸泡時間的增加，由于Cl-的存在，加速了陽極溶解過程[27]，而且5754鋁合金中含有合金元素，導(dǎo)致第二相的存在，在Cl-的侵蝕下[6]，鋁合金試樣表面的點蝕越來越嚴重[28]，腐蝕產(chǎn)物堆積在金屬基體表面，影響了陰極和陽極之間的物質(zhì)交換，造成腐蝕速率不斷上升。Bode圖(圖4b)中低頻區(qū)對應(yīng)的阻抗的對數(shù)也出現(xiàn)了逐漸降低的趨勢，說明腐蝕速率不斷增加，與Nyquist圖的結(jié)果一致。圖4 5754鋁合金在不含微生物B.subtilis的海水中浸泡不同時間的EIS


本文編號：2929111