遼寧大學(xué)畢業(yè)論文含銅抗菌不銹鋼在硫酸鹽還原菌中的抗腐蝕行為研究

1、題 目：含銅抗菌不銹鋼在硫酸鹽還原菌中的腐蝕行為研究學(xué) 院：化學(xué)院專 業(yè)：姓 名：指導(dǎo)教師：完成日期：2014年5月13日畢業(yè)論文題目：含銅抗菌不銹鋼在硫酸鹽還原菌溶液中的腐蝕行為研究選題意義、創(chuàng)新性、科學(xué)性和可行性論證：硫酸鹽還原菌等細(xì)菌微生物導(dǎo)致不銹鋼在重工業(yè)領(lǐng)域、海洋作業(yè)等環(huán)境中發(fā)生腐蝕。本文的研究?jī)?nèi)容和研究成果對(duì)推動(dòng)抗菌不銹鋼新材料的應(yīng)用與發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。主要內(nèi)容：本文通過電化學(xué)測(cè)試方法，研究和分析304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌溶液中耐細(xì)菌的腐蝕行為。目的要求： 1.熟悉查閱文獻(xiàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)操作，數(shù)據(jù)處理，論文撰寫過程。初步培養(yǎng)科學(xué)研究的基本方法。 2.

2、通過電化學(xué)方法對(duì)304含銅不銹鋼和304普通不銹鋼進(jìn)行檢測(cè)表征。 3.將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高分析問題解決問題的能力。計(jì) 劃 進(jìn) 度 ：2月22日2月26日：查閱文獻(xiàn)，確定論文提綱和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)2月27日4月15日：按設(shè)計(jì)方案完成實(shí)驗(yàn)工作4月16日5月10日：整理，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成畢業(yè)論文初稿5月11日5月13日：完成修改稿，最終完成論文指 導(dǎo) 教 師 簽 字： 主管院長(zhǎng)（系主任）簽字： 年 月 日畢業(yè)論文任務(wù)書遼 寧 大 學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）指導(dǎo)記錄表論文題目含銅抗菌不銹鋼在硫酸鹽還原菌溶液中的腐蝕行為研究學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)年級(jí)、專業(yè)學(xué)指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱副教授所在院系第一次指

3、導(dǎo)（對(duì)確定題目、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書的指導(dǎo)意見）：對(duì)實(shí)驗(yàn)方向進(jìn)行了具體講解，確定論文題目，介紹了題目相關(guān)內(nèi)容，指導(dǎo)查找相關(guān)文獻(xiàn)，并要求閱讀一定量的相關(guān)文獻(xiàn)。指導(dǎo)方式：（請(qǐng)選擇） 面談 電話 電子郵件指導(dǎo)教師簽字： 2014年2月22 日第二次指導(dǎo)（對(duì)論文提綱的指導(dǎo)意見）：確定具體實(shí)驗(yàn)方案，要求做好相關(guān)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，并結(jié)合文獻(xiàn)寫出相關(guān)的論文提綱。指導(dǎo)方式：（請(qǐng)選擇） 面談 電話 電子郵件指導(dǎo)教師簽字： 2014年2月27日第三次指導(dǎo)（對(duì)初稿的指導(dǎo)意見）：針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了指導(dǎo)，并提出解決方案，加速實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，要求整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出論文初稿。指導(dǎo)方式：（請(qǐng)選擇） 面談 電話 電子郵件指

4、導(dǎo)教師簽字： 2014年4月15日第四次指導(dǎo)（對(duì)修改稿的指導(dǎo)意見）：對(duì)論文初稿中的問題進(jìn)行分析指正，并按照學(xué)校要求的形式對(duì)論文初稿進(jìn)行指導(dǎo)修改。指導(dǎo)方式：（請(qǐng)選擇） 面談 電話 電子郵件指導(dǎo)教師簽字： 2014年4月30日第五次指導(dǎo)（對(duì)是否定稿、進(jìn)入答辯及其它指導(dǎo)意見）：對(duì)修改稿進(jìn)行審核，并對(duì)答辯提出要求、進(jìn)行指導(dǎo)。指導(dǎo)方式：（請(qǐng)選擇） 面談 電話 電子郵件指導(dǎo)教師簽字： 2014年5月10日主管院長(zhǎng)（主任）簽名 院系蓋章年 月 日學(xué) 生： 專 業(yè)： 論文題目：含銅抗菌不銹鋼在硫酸鹽還原菌溶液中的腐蝕行為研究 論文共 21 頁(yè)，設(shè)計(jì)圖紙 張。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：該同學(xué)在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，認(rèn)真查閱了相

5、關(guān)文獻(xiàn)，做了充分的準(zhǔn)備工作。在實(shí)驗(yàn)過程中態(tài)度積極認(rèn)真，專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)比較扎實(shí)，動(dòng)手能力較強(qiáng)，比較善于分析解決問題。撰寫的論文思路清晰，邏輯性較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析準(zhǔn)確，是一篇合格的畢業(yè)論文。指導(dǎo)教師評(píng)分： 指導(dǎo)教師簽字： 2014年5月15日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)遼寧大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定單評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)：論文選題在技術(shù)上可行，方法上合理，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和創(chuàng)新性。論文撰寫格式規(guī)范，思路清晰，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，分析合理，符合本科生畢業(yè)論文的要求。評(píng)閱人評(píng)分：評(píng)閱人簽字：2014年5月17日答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：化學(xué)院（系）畢業(yè)論文答辯委員會(huì)（小組）于2014年5月21日審查了2014 屆 材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生

6、范晨露 的畢業(yè)論文。答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：該論文選題新穎，設(shè)計(jì)合理，書寫規(guī)范，思路清晰。答辯中語(yǔ)言表達(dá)通順，較準(zhǔn)確地回答了答辯過程中的提問，委員會(huì)一致同意其通過答辯。答辯成績(jī)：答辯委員會(huì)成員：答辯委員會(huì)（小組）組長(zhǎng)簽字： 2014年5月20日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)：評(píng)閱人評(píng)分：指導(dǎo)教師評(píng)分 ：答辯成績(jī)：總成績(jī)：院長(zhǎng)（系主任）簽字： 2014年5月20日注：評(píng)閱人評(píng)分滿分為100分，指導(dǎo)教師評(píng)分滿分為100分，答辯成績(jī)滿分為100分；總成績(jī)?yōu)槿叩乃阈g(shù)平均值（四舍五入）。摘 要隨著人們對(duì)健康及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，具有強(qiáng)烈、持久和廣譜殺菌作用的含銅抗菌不銹鋼已引起了人們愈來(lái)愈多的關(guān)注。利用抗菌不銹鋼的抗菌特

7、性來(lái)抑制微生物對(duì)不銹鋼的腐蝕是一個(gè)有創(chuàng)新性的思路。然而這方面的研究工作報(bào)道非常少見，對(duì)抗菌不銹鋼的微生物腐蝕行為及相關(guān)機(jī)理還缺乏系統(tǒng)和深入的研究。本文的研究?jī)?nèi)容和研究成果對(duì)推動(dòng)抗菌不銹鋼新材料的應(yīng)用與發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文選擇304-Cu SS為抗菌不銹鋼樣品，以304 SS作為對(duì)照不銹鋼樣品，在厭氧條件下參考MPN法培養(yǎng)SRB，研究抗菌不銹鋼和對(duì)照不銹鋼對(duì)SRB的抗菌效果；通過測(cè)試開路電位、阻抗、極化曲線等電化學(xué)手段深入地研究了兩種不銹鋼在SRB溶液中的腐蝕行為。研究結(jié)果表明：兩種不銹鋼在SRB菌液中分別浸泡2d、7d、14d和21d后，304-Cu SS的開路電位高于304 SS

8、的開路電位，與304 SS相比，304-Cu SS表現(xiàn)出更為優(yōu)異的耐微生物腐蝕性能；通過Bode圖譜分析，304-Cu SS的阻抗和相角峰值頻率高于304 SS，表明304 SS 表面更容易形成細(xì)菌微生物薄膜，為微生物腐蝕提供了有利的條件，加速了材料表面的腐蝕進(jìn)程。關(guān)鍵詞：微生物，腐蝕，硫酸鹽還原菌，抗菌不銹鋼AbstractIn modern life with scientific and technological advances, much attention is paid to the safety, sanitation and health of environments.

9、Therefore, daily appliances are increasingly being designed with antibacterial features. Austenitic stainless steels, such as 304 SS, are widely used, because they exhibit superior corrosion resistance. The development of Cu-containing austenitic antibacterial stainless steels with excellent antibac

10、terial property would expand the applications of such steels.The effects of SRB on antibacterial properties of 304-Cu SS and 304 SS were studied. The corrosionproperties of 304-Cu austenitic stainless steels and 304 austenitic stainless steels were researched by open-circuit-potential, EIS (AC imped

11、ance) and polarization curves.Microbiologically membrane of 304-Cu SS and 304 SS was observated in SEM pictures. Microbiological adherenction is tested by surface energy. The results of the antibacterial test reveal that SEM micrographotos show that microbiological membrance is adhered to 304 SS sur

12、face thickly. The corrosion test indicates that Cu-containing 304 austenitic stainless steels can improve corrosion resistance with ennoblement of the OCP and decline corrosion current. The results of surface energy test reveal that 304-Cu SS form passivation membrane against microbiologically corro

13、sion easily. Key words:Microbiologically influenced, Corrosion, SRB目 錄序 言1 第1章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容61.1實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)用品61.1.1實(shí)驗(yàn)材料6 1.1.2細(xì)菌種類61.1.3實(shí)驗(yàn)藥品61.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材 6 1.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備61.2.2實(shí)驗(yàn)耗材61.3實(shí)驗(yàn)方法7 1.3.1電化學(xué)測(cè)量方法7 1.3.2樣品表面細(xì)菌生物膜及腐蝕產(chǎn)物形貌觀察8 第2章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論92.1 SRB菌液pH值測(cè)量結(jié)果92.2電化學(xué)測(cè)量結(jié)果102.2.1 無(wú)菌培養(yǎng)基溶液中的OCP曲線102.2.2 SRB菌液中的OCP曲線11SRB菌液中的E

14、IS曲線11 2.2.4 SRB菌液極化曲線15第3章 結(jié)論16文獻(xiàn)綜述18 致謝21 序 言微生物腐蝕（Microbiologically Influenced Corrosion，簡(jiǎn)稱MIC）通常指在有微生物生命活動(dòng)參與時(shí)發(fā)生的腐蝕過程。微生物腐蝕是微生物生命活動(dòng)時(shí)直接或者間接地對(duì)金屬造成腐蝕的電化學(xué)過程。當(dāng)金屬表面附著微生物膜時(shí)，金屬表面和微生物膜界面的pH值、溶解氧的濃度、有機(jī)和無(wú)機(jī)物的種類等條件的變化都會(huì)導(dǎo)致甚至加速腐蝕的發(fā)生，微生物膜內(nèi)反應(yīng)確定了不同腐蝕方式的機(jī)理和速率，其作用機(jī)理如下所示1,2：（1）微生物產(chǎn)生的新陳代謝產(chǎn)物，如酸、堿、硫化物以及其它有害離子，會(huì)對(duì)金屬表面造成腐蝕

15、。（2）微生物的生命活動(dòng)直接參與微生物膜/金屬界面的電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程。（3）微生物的生物膜在金屬/電解質(zhì)界面上引起狀態(tài)的變化，從而引起腐蝕反應(yīng)的發(fā)生例如，形成氧的濃差電池反應(yīng)。（4）微生物與金屬表面接觸后破壞金屬表面鈍化層，從而降低緩蝕劑的穩(wěn)定性。1.細(xì)菌微生物的生命活動(dòng)細(xì)菌微生物的腐蝕主要由細(xì)菌微生物的新陳代謝引起，細(xì)菌微生物與金屬材料表面接觸，通過新陳代謝產(chǎn)生具有腐蝕性質(zhì)的產(chǎn)物，這些具有腐蝕性質(zhì)的產(chǎn)物對(duì)金屬材料表面具有腐蝕作用，例如硫酸鹽還原菌和大腸桿菌等細(xì)菌都會(huì)造成金屬材料的腐蝕。其中，硫酸鹽還原菌（SRB）是一種厭氧菌，能夠利用有限的幾種有機(jī)化合物例如，乳酸鹽、丙酸鹽、馬來(lái)酸鹽、乙醇

16、、葡萄糖等作為電子供體3過化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)過程，將含氫的有機(jī)物作為供氫體，可以同時(shí)把硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和連二亞硫酸鹽還原成硫化氫4,5，腐蝕產(chǎn)物大多為乙酸鹽類。細(xì)菌從最初的沉積到生長(zhǎng)繁殖主要經(jīng)歷以下幾個(gè)過程6：（1）沉積。一旦潔凈的材料接觸到細(xì)菌以后，細(xì)菌就有可能停留在材料的表面，即沉積在材料表面，使材料表面帶菌。（2）粘附。即沉積在材料表面的細(xì)菌由可逆的沉積到不可逆的沉積的轉(zhuǎn)化過程。（3）生長(zhǎng)。完成粘附的細(xì)菌很快恢復(fù)生長(zhǎng)，細(xì)菌開始分泌細(xì)胞外基質(zhì)，尤其是黏性基質(zhì)，并逐漸開始生長(zhǎng)繁殖。（4）形成菌膜。隨著菌落中細(xì)菌進(jìn)一步生長(zhǎng)繁殖和分泌的細(xì)胞外基質(zhì)量進(jìn)一步提高，材料表面的細(xì)菌菌落逐漸

17、相互凝集，形成一個(gè)完整的復(fù)合菌落網(wǎng)。細(xì)菌微生物參與金屬腐蝕過程主要有以下三種作用方式7：（1）微生物的生長(zhǎng)和新陳代謝作用產(chǎn)生一些能夠腐蝕金屬的代謝產(chǎn)物，如酸、堿、硫化物以及其它有害離子，加速了材料的腐蝕。（2）微生物的活動(dòng)直接影響電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程，從而誘導(dǎo)或加速氧化還原反應(yīng)的進(jìn)程。（3）微生物在金屬表面的活動(dòng)，引起電解質(zhì)界面狀態(tài)的變化，從而導(dǎo)致了腐蝕的發(fā)生。例如，形成了氧的濃差電池。硫酸鹽還原菌(SRB)是微生物腐蝕中最重要的細(xì)菌之一8。SRB在自然界分布很廣，是典型的專性厭氧菌，宜在厭氧條件下生長(zhǎng)，有關(guān)這中細(xì)菌對(duì)鋼鐵腐蝕的影響目前存在以下兩種機(jī)制。（1）陰極氫去極化作用機(jī)制。按照荷蘭學(xué)者K

18、ukr的理論以及Booth和Tilller的研究成果，在缺氧的情況下，含有氫化酶的硫酸鹽還原菌可以從鐵的陰極表面除掉氫原子，并利用其使硫酸鹽還原，從而使陰極反應(yīng)加快，促使陽(yáng)極溶解，加速了鋼鐵的腐蝕過程。（2）硫化物促進(jìn)腐蝕作用機(jī)制。細(xì)菌的作用主要在于提供了硫化物，而硫化物加速了鋼鐵的腐蝕。Booth早在1968年就通過實(shí)驗(yàn)證明FeS有陰極去極化作用，并且隨其濃度的增加，去極化趨勢(shì)愈顯著9。JohnPGudas和HarveyPHack10通過幾種不同組成的銅鎳合金在含不同濃度硫化物離子的天然海水中進(jìn)行暴露試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)銅鎳合金的腐蝕具有促進(jìn)作用。GonzaalezJEG等11同樣認(rèn)為厭氧腐蝕可能

19、主要是由于鐵的硫化物充當(dāng)去極化劑而不是通過細(xì)菌直接除掉氫。另外，硫酸鹽還原菌(SRB)對(duì)鋼鐵腐蝕的影響并非總是起促進(jìn)作用，在特定的介質(zhì)條件下可起到相反的作用。許立銘和劉宏芳等12對(duì)未接種與接種SRB的介質(zhì)中Fe2+對(duì)A3鋼的腐蝕影響進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Fe2+濃度較低時(shí)，未接種SRB的介質(zhì)中的平均腐蝕速度相比接種SRB的介質(zhì)高，只有當(dāng)Fe2+濃度增至很大時(shí)，SRB才對(duì)A3鋼的腐蝕產(chǎn)生顯著影響。2.抗菌材料的種類抗菌材料是一類新型功能材料，其本身具有抑制或殺滅微生物的特性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的日益提高，人們對(duì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和健康水平的要求也越來(lái)越高，因而對(duì)抗菌材料數(shù)量和種類的需求也越來(lái)

20、越多13。目前對(duì)于抗菌材料的研究主要集中在抗菌塑料、抗菌陶瓷和抗菌金屬材料方面。天然抗菌材料是是利用各種天然物質(zhì)特有的抗菌性能而制造的人類最早使用的材料14,15。目前比較常用的天然抗菌劑是一種可再生的殼聚糖，殼聚糖是無(wú)毒的生物高分子，具有較強(qiáng)的抗菌性，并且在醫(yī)療衛(wèi)生、生物工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。山梨酸常用于食品、塑料、橡膠、涂料、膠黏劑等領(lǐng)域，是通過與微生物生物酶系中的-SH結(jié)合，破壞酶系作用而達(dá)到抗菌防霉的作用，對(duì)細(xì)菌、霉菌、酵母菌等都有明顯的抑制功能。黃姜根醇是一種具有的安全性和極低的毒性，常用于制作藥物和食品，是抗菌性能優(yōu)異的新一代的抗菌劑。雖然天然抗菌材料在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)人類、動(dòng)

21、物或環(huán)境不產(chǎn)生污染，但天然原材料完全從天然食物或植物中提取或直接使用，由于大多受到加工條件的制約，所以目前還不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模市場(chǎng)化。有機(jī)抗菌劑種類繁多，主要產(chǎn)品有：季胺鹽類、醇類、酚類、有機(jī)金屬類、吡啶類、咪唑類、噻吩類等。有機(jī)抗菌劑與微生物細(xì)胞壁接觸后通過化學(xué)反應(yīng)破壞細(xì)胞膜，使微生物細(xì)胞內(nèi)生物酶和蛋白質(zhì)變性，從而使微生物新陳代謝受阻，進(jìn)而抑制微生物繁殖，達(dá)到殺菌、防腐及防霉等作用。其抑制微生物繁殖的途徑主要有破壞細(xì)胞壁的合成、阻礙微生物的呼吸作用、阻礙微生物的生物體復(fù)制、破壞孢子的發(fā)芽生殖、破壞細(xì)胞的正常生理機(jī)能、抑制類脂的合成等17-19。有機(jī)抗菌劑具有工藝技術(shù)成熟，殺菌迅速，將其添加在材料

22、中具有較高的可操作性。但是由于其化學(xué)穩(wěn)定性差，遇熱、光或水等環(huán)境容易揮發(fā)和散失，以及時(shí)效性差等缺點(diǎn)，使其在生產(chǎn)和使用有機(jī)抗菌劑時(shí)，有機(jī)抗菌劑分解和揮發(fā)的物質(zhì)，會(huì)對(duì)人畜和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。無(wú)機(jī)抗菌劑的開發(fā)相對(duì)較晚，始于20世紀(jì)80年代中期，但是目前其應(yīng)用最為廣泛，具有巨大的開發(fā)潛力和良好的發(fā)展前景。無(wú)機(jī)抗菌劑一般是利用銀、銅、鋅、鎳、錳、鈦等金屬及其離子的殺菌、抑菌功能，在材料中添加此類抗菌元素并通過一定的加工處理從而獲得的一類抗菌劑20?，F(xiàn)代科學(xué)普遍認(rèn)為，按照其殺抑菌能力的大小，殺菌性可排列為：Hg2+Ag+Cd2+Cu2+Zn2+Fe3+Ni2+21，雖然汞、鎘等金屬具有非常強(qiáng)的抗菌性，但是

23、由于其化合物毒性較強(qiáng)，不適合作為普通場(chǎng)合的抗菌劑使用，因此目前制備的無(wú)機(jī)抗菌劑通常采用Ag+、Cu2+、Zn2+及其化合物。但是直接添加Ag、Cu、Zn等金屬鹽到制品中，當(dāng)制品與水接觸時(shí)，Ag、Cu、Zn等離子會(huì)很快析出而導(dǎo)致抗菌時(shí)效很短，很難有應(yīng)用價(jià)值。因此，人們采用內(nèi)部有空洞結(jié)構(gòu)從而能夠牢固負(fù)載金屬離子的材料，或者使用能與金屬離子形成穩(wěn)定螯合物的材料作為載體負(fù)載金屬離子控制離子釋放速度，從而提高金屬離子在材料中的分散性，解決抗菌金屬離子和材料的相容性等問題。目前以多孔型硅酸鹽為載體的無(wú)機(jī)抗菌劑應(yīng)用最為普遍，如以沸石、黏土等為載體的無(wú)機(jī)抗菌劑；同時(shí)，以不溶性磷酸鹽為載體的無(wú)機(jī)抗菌劑如羥基磷灰

24、石基、磷酸鈦鹽、磷酸鋯鹽等抗菌劑也得到了廣泛研究和應(yīng)用。3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀日本率先研制成功含銅抗菌不銹鋼，20世紀(jì)90年代日本不銹鋼制造廠日新制鋼公司首先成功開發(fā)出具有良好制造加工性和抗菌性的鐵素體系抗菌不銹鋼（低C、N-17Cr-1.5Cu）。隨著抗菌不銹鋼需求的不斷增長(zhǎng)和應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，又相繼開發(fā)了馬氏體系抗菌不銹鋼（0.3C-13Cr-3Cu） 和奧氏體系抗菌不銹鋼（18Cr-9Ni-3.8Cu）。2008 年, 美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了銅合金對(duì)大腸桿菌等五類細(xì)菌都有強(qiáng)抗菌性能, 并將銅合金列為第一固體抗菌材料22。我國(guó)從1993年開始對(duì)抗菌不銹鋼材料進(jìn)行研究。目前，武漢科技

25、大學(xué)倪紅衛(wèi)23等人以2Cr13不銹鋼為基體，采用銅離子、銀離子注入法制備抗菌不銹鋼，研究表明材料抗菌性能與離子飽和注入量有關(guān)。當(dāng)不銹鋼基體在100keV 的注入能量下，注入劑量為51017 ions/cm-2時(shí)，不銹鋼對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率均可達(dá)到99%以上。通過掃描電鏡分析其組織和性能，并采用電化學(xué)方法測(cè)測(cè)其耐蝕性能，利用AES分析了不銹鋼注入層中主要元素的濃度分布。研究結(jié)果表明，-Cu相析出Cu單質(zhì)，經(jīng)過抗菌熱處理后溶出銅離子，離子注入馬氏體不銹鋼后可以使其具有最佳的抗菌性能，但材料的耐蝕性能略有下降。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所采用整體冶煉方法研制出鐵素體、奧氏體和馬氏體三種類型抗菌

26、不銹鋼24-26，并且在大連特鋼公司進(jìn)行了擴(kuò)大試驗(yàn)，試制出多種規(guī)格的抗菌不銹鋼薄板、管材、管件、鑄件和焊接件。經(jīng)檢測(cè)，含銅抗菌不銹鋼對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和乳酸桿菌的殺滅率均在99以上，對(duì)其它細(xì)菌如白念珠菌、枯黑菌等也有顯著的殺滅作用，顯示了優(yōu)良的廣譜抗菌性和抗菌持久性。在賦予不銹鋼抗菌特性的同時(shí)，材料的力學(xué)、耐蝕、冷熱加工、焊接等性能均與原有不銹鋼綜合性能相當(dāng)。4.本課題研究的意義和內(nèi)容隨著人們健康及環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，具有強(qiáng)烈、持久和廣譜殺菌作用的含銅抗菌不銹鋼已引起了人們愈來(lái)愈多的關(guān)注。由于抗菌不銹鋼兼具結(jié)構(gòu)材料和抗菌功能材料的雙重特點(diǎn)，因而研究和探討抗菌不銹鋼的耐微生物腐蝕性能將會(huì)具有

27、重要的應(yīng)用和理論價(jià)值。本文從擴(kuò)大抗菌不銹鋼在水生環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，通過模擬微生物膜的形成環(huán)境，以普通不銹鋼為對(duì)比，系統(tǒng)和深入研究含銅抗菌不銹鋼耐硫酸鹽還原菌的生物腐蝕行為及影響因素，并探討其作用機(jī)理，為發(fā)展耐生物腐蝕的不銹鋼新材料提供理論依據(jù)和奠定技術(shù)基礎(chǔ)。本文對(duì)推動(dòng)抗菌不銹鋼新材料的應(yīng)用與發(fā)展也具有重要意義。本文選擇304含銅不銹鋼（304-Cu SS）和304普通不銹鋼（304 SS）材料作為研究對(duì)象，通過開路電位、阻抗、動(dòng)電位極化曲線等電化學(xué)測(cè)試方法，研究和分析304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌溶液中耐細(xì)菌的腐蝕行為；通過測(cè)試pH值研究和分析兩種不銹鋼表面細(xì)菌微生物的

28、活性及其與材料之間的粘附性能。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）通過測(cè)試含銅不銹鋼和對(duì)照不銹鋼在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間后溶液的pH值，研究材料與細(xì)菌接觸不同時(shí)間后細(xì)菌微生物的活性，及其對(duì)含銅不銹鋼和對(duì)照不銹鋼的腐蝕作用與微生物生命活動(dòng)產(chǎn)生的H+的關(guān)系。（2）通過測(cè)試含銅不銹鋼和對(duì)照不銹鋼在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間后的開路電位、阻抗和極化曲線等電化學(xué)參數(shù)，研究含銅不銹鋼是否對(duì)含有SRB的特定環(huán)境起到延緩腐蝕的作用。第1章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)用品1.1.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料采用中科院金屬所自主研制開發(fā)的304含銅不銹鋼（304-CuSS）和從市場(chǎng)購(gòu)買的304普通不銹鋼（304SS）。其中，3

29、04-CuSS需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)目咕鸁崽幚砉に?，使其具備?yōu)異的抗菌功能。不同材料的化學(xué)成分分析結(jié)果如表1-1所示。表1-1材料化學(xué)成分分析結(jié)果（wt.%）SamplesCrNiCuCSiBalance304-CuSS18.669.783.880.0260.048Fe304SS18.3910.120.0280.052Fe1.1.2細(xì)菌種類本文選取硫酸鹽還原菌（ATCC27774）作為實(shí)驗(yàn)菌種，菌株購(gòu)自廣州微生物分析中心。1.1.3實(shí)驗(yàn)藥品SRB液體培養(yǎng)基采用APIRP-38培養(yǎng)基27，其配制方法如下：在1L水中分別加入4.0g乳酸鈉，1.0g酵母浸膏汁，0.2gMgSO47H2O，10.0gNaCl

30、，0.5gKH2PO4，0.1g維生素C，pH調(diào)至7.07.2，121滅菌20min。待冷卻至室溫后加入0.02g經(jīng)紫外滅菌30min的硫酸亞鐵銨。1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材1.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備見表1-2：1.2.2實(shí)驗(yàn)耗材本文使用的實(shí)驗(yàn)耗材包含砂紙150-2000#若干、攪拌棒、2000ml燒杯、1ml移液管、10ml移液管、1ml和100l移液槍及槍頭、培養(yǎng)皿、三角耙、500ml和1000ml培養(yǎng)瓶、15ml厭氧管、100ml厭氧瓶、1000ml廣口瓶及配套膠塞、膠頭滴管、1ml和5ml注射器、輸液器、硅橡膠、鉑電極（雷池公司生產(chǎn)）、飽和KCl甘汞電極（雷磁公司生產(chǎn)）、環(huán)氧樹脂、酸酐固化劑

31、、無(wú)水乙醇、氯化鉀等。表1-2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及生產(chǎn)廠家和型號(hào)（wt.%）超凈工作臺(tái)SWCJ-4滅菌鍋MLS-3780恒溫培養(yǎng)箱PalintestMVpH計(jì)雷磁公司PHS-3C型電化學(xué)工作臺(tái)Parstat2273，PrincrtonAppliedResearch公司生產(chǎn)金相磨拋機(jī)MWPD-21.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1電化學(xué)測(cè)量方法304-Cu SS和304 SS樣品尺寸為10mm10mm1mm，用環(huán)氧樹脂分別封裝事先與銅導(dǎo)線連接好的樣品的一個(gè)表面，另一個(gè)表面經(jīng)600#2000#砂紙逐級(jí)打磨后，丙酮除油，無(wú)水乙醇超聲15分鐘，吹干，將其放置于干燥器內(nèi)備用。電化學(xué)性能測(cè)試采用常規(guī)電化學(xué)三電極系統(tǒng)方法，在pa

32、ssat2273工作站上對(duì)樣品進(jìn)行開路電位、阻抗以及動(dòng)電位極化曲線測(cè)試。圖1-1經(jīng)典三電極體系示意圖直管式鹽橋的制備：鹽橋采用飽和KCl瓊脂水溶液。工作電極為304 SS和304-Cu SS樣品，制備方法同上。實(shí)驗(yàn)采用密封的1000mL多孔可通氣、排氣電解池，對(duì)電極為鉑電極，參比電極為KCl飽和甘汞電極，在passat2273工作站上對(duì)樣品進(jìn)行開路電位、阻抗以及動(dòng)電位極化曲線測(cè)試，參考電極為KCl飽和甘汞電極，對(duì)電極為鉑電極，電解質(zhì)溶液為106cfu/ml濃度的大腸桿菌菌液，試驗(yàn)溫度為37。樣品在菌液中分別浸泡2天、7天、14天、21天后，進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。開路電位掃描時(shí)間為3600s；阻抗掃描

33、頻率為0.01Hz100kHz；動(dòng)電位極化曲線掃描范圍為-0.4V0.6V，掃描速率為0.5mV/s。第2章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1SRB菌液pH值測(cè)量結(jié)果溶液pH值是影響SRB活性因素之一。本文選用的SRB適宜生長(zhǎng)的pH值范圍：7.07.6；而在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，其可以生長(zhǎng)的pH值范圍更加廣泛，pH：6.09.0。2-1為304-Cu SS和304 SS在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間后pH值的變化曲線。圖2-1 304-Cu SS 與304 SS在SRB菌液中時(shí)間-pH值關(guān)系從圖2-1可以看出，304-Cu SS和304 SS在SRB菌液中分別浸泡0d、2d、7d、14d和21d后，pH值呈下降趨勢(shì)

34、，其中304-Cu SS在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間后的溶液pH值分別為7.32、7.29、6.71、6.71和6.61；304 SS在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間后的溶液pH值分別為7.32、7.14、6.66、6.62和6.58。結(jié)果表明，浸泡304-Cu SS的SRB菌液的pH值高于浸泡304 SS不同時(shí)間后的菌液的pH值。這是因?yàn)榱蛩猁}還原菌對(duì)不銹鋼的腐蝕作用主要是陰極去極化機(jī)理為主導(dǎo)，在厭氧條件下，SRB可以通過陰極去極化作用，使硫酸根離子氧化氫離子，從而加快了析氫腐蝕反應(yīng)，其反應(yīng)如下28：Fe= Fe2+ + 2e- （陽(yáng)極反應(yīng)）H2O= H+ + OH- （水解反應(yīng)） 2H+ 2e-=

35、 H2（陰極反應(yīng)）SO42- + 8e-+8H+= S2- + 4H2O（SRB去極化作用）Fe2+ + S2- = FeS（腐蝕產(chǎn)物）Fe2+ + 2OH-= Fe（OH）2（腐蝕產(chǎn)物）整個(gè)反應(yīng)過程以陰極去極化作用為驅(qū)動(dòng)，影響反應(yīng)的因素主要是陰極產(chǎn)生氫的速度。硫酸鹽還原菌生命活動(dòng)中需要?dú)潆x子進(jìn)行生物功能代謝，硫酸鹽還原菌代謝過程中還原溶液中的硫酸根離子產(chǎn)生具有腐蝕性質(zhì)的硫離子。本文作者推測(cè)，硫酸鹽還原菌在不銹鋼表面生長(zhǎng)的過程中一方面消耗了溶液中電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫離子，使溶液中的硫酸根離子被還原成硫離子，對(duì)不銹鋼的腐蝕反應(yīng)起促進(jìn)作用；另一方面，在SRB參與的反應(yīng)中，由于SRB與硫酸鹽反應(yīng)代謝出

36、一定的氫離子，會(huì)使溶液pH值降低，那么溶液pH值越低，說(shuō)明溶液所含SRB越多，這樣對(duì)不銹鋼腐蝕程度越大。結(jié)果表明，304-Cu SS和304 SS在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間后溶液中氫離子濃度增加，但是接觸304 SS的菌液的pH值下降更快，這表明與304-Cu SS相比， 304 SS在SRB菌液中更容易被腐蝕。2.2電化學(xué)測(cè)量結(jié)果2.2.1 無(wú)菌培養(yǎng)基溶液中的OCP曲線圖2-2為304-Cu SS和304 SS在無(wú)菌培養(yǎng)基中開路電位-時(shí)間關(guān)系曲線。記錄時(shí)間分別為0d、2d、4d、7d、14d和21d。從圖 2-2可以看出，不銹鋼在無(wú)菌培養(yǎng)基溶液中浸泡不同時(shí)間，304-Cu SS和304 SS

37、開路電位變化主要經(jīng)歷兩個(gè)階段。第一個(gè)階段為下降階段，從0d到2d，304-Cu SS的開路電位由-0.1965V下降到-0.5182V；304 SS的開路電位由-0.2263V下降到-0.5695V。第二階段從2d到21d為穩(wěn)定階段，開路電位在-0.62到-0.47之間波動(dòng)。304-Cu SS在無(wú)菌培養(yǎng)基溶液中具有較高的開路電位，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性能，這與含銅抗菌不銹鋼基體中彌散分布的-Cu相是息息相關(guān)的。這種彌散分布在含銅抗菌不銹鋼基體中的-Cu相可以促進(jìn)抗菌不銹鋼與溶液接觸后形成鈍化膜，從而提高抗菌不銹鋼在無(wú)菌培養(yǎng)基溶液中的耐腐蝕性。由于抗菌不銹鋼在培養(yǎng)基溶液中長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，抗菌不銹鋼表

38、面鈍化膜膜層的厚度趨于穩(wěn)定，因此不銹鋼開路電位的變化也漸漸變小，并逐漸趨于穩(wěn)定。圖2-2 304-Cu SS和304 SS在無(wú)菌培養(yǎng)基中的OCP-時(shí)間關(guān)系曲線2.2.2 SRB菌液中的OCP曲線圖2-3為304-Cu SS和304 SS在SRB菌液中開路電位-時(shí)間關(guān)系曲線。記錄時(shí)間分別為0d、1d、2d、4d、7d、14d和21d。圖2-3 304-Cu SS 和304 SS在SRB中的OCP-時(shí)間關(guān)系曲線從圖2-3可以看出，在SRB菌液中，304-Cu SS和304 SS電位分別主要經(jīng)歷三個(gè)階段。304 SS第一個(gè)階段在1d內(nèi)，為上升階段： 304 SS開路電位較快上升，由-0.8156V迅

39、速升高到-0.5764V，開路電位急速上升說(shuō)明不銹鋼表面會(huì)迅速形成一層微生物膜，從而使不銹鋼的開路電位由一個(gè)很負(fù)的數(shù)值迅速正移。第二階段在1d至14d之間為穩(wěn)定階段：304 SS的開路電位基本保持穩(wěn)定，開路電位維持在-0.58V到-0.41V之間。較長(zhǎng)時(shí)間浸泡后由于微生物膜層的厚度趨于穩(wěn)定，因此不銹鋼的開路電位的變化也漸漸變小，并逐漸趨于穩(wěn)定。第三階段在14d以后到第21d為下降階段，開路電位由-0.412V下降到-0.5144V，這說(shuō)明14天以后，由于SRB細(xì)菌自身代謝死亡，其在304 SS 表面粘附性開始變差，粘附在不銹鋼表面的細(xì)菌開始脫落，從而致使304 SS的開路電位降低。當(dāng)然，304

40、-Cu SS抗菌不銹鋼開路電位也分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段在2d內(nèi)為穩(wěn)定階段：，304-Cu SS開路電位基本保持穩(wěn)定，開路電位值維持在-0.589V到-0.550V之間，這說(shuō)明抗菌不銹鋼由于銅離子的存在，使SRB細(xì)菌吸附在不銹鋼表面速度較為緩慢，所以開路電位比較穩(wěn)定。第二個(gè)階段在2d到7d之間為上升階段，304-Cu SS開路電位由一個(gè)較大的上升，由-0.5480V上升到-0.1967V。開路電位的快速上升，說(shuō)明在抗菌不銹鋼表面開始形成微生物膜，從而使抗菌不銹鋼的開路電位有一個(gè)迅速的正移。第三個(gè)階段在7d以后到21d為下降階段，不銹鋼的開路電位由-0.1967V下降到-0.3631V，說(shuō)明在第

41、7d以后，由于銅離子的存在，使抗菌不銹鋼表面上形成的微生物膜開始脫落，從而使抗菌不銹鋼開路電位降低。304-Cu SS在硫酸鹽還原菌菌液中具有較高的開路電位，對(duì)硫酸鹽還原菌表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性能。這與含銅抗菌不銹鋼基體中彌散分布的-Cu相能夠殺滅細(xì)菌的能力是息息相關(guān)的。含銅抗菌不銹鋼在SRB菌液中浸泡后，銅離子就可以從抗菌不銹鋼中的-Cu相中溶解出來(lái)，能夠殺死不銹鋼表面的一定數(shù)量的硫酸鹽還原菌，并抑制硫酸鹽還原菌在其表面形成具有強(qiáng)烈腐蝕作用的微生物膜，從而延緩含銅抗菌不銹鋼在SRB菌液中的腐蝕。但是304 SS不具有殺菌性能，SRB在304 SS表面附著并生長(zhǎng)繁殖，而且SRB生命代謝出的腐蝕產(chǎn)

42、物可以對(duì)304 SS表面有一定的腐蝕作用。因此抗菌不銹鋼具有較高的開路電位，說(shuō)明抗菌不銹鋼與溶液接觸后更容易形成鈍化膜，抗菌不銹鋼表面通過與SRB吸附接觸，溶出的銅離子與細(xì)菌接觸達(dá)到一定的抗菌目的。綜上所述，在SRB菌液中浸泡不同時(shí)間的304-Cu SS總體上開路電位比304 SS的要正移，說(shuō)明304-Cu SS在硫酸鹽還原菌菌液中耐腐蝕性能優(yōu)于304 SS。2.2.3 SRB菌液中的EIS曲線圖2-4顯示了304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡不同時(shí)間后的Bode圖譜。硫酸鹽還原菌的腐蝕主要由電化學(xué)引起，因此可以用電化學(xué)阻抗方法研究在不破壞不銹鋼表面微生物膜的情況下研究細(xì)菌

43、附著、繁殖、成膜以及腐蝕過程。圖2-4（a）為304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡1d的Bode圖。304 SS相角峰振幅與304-Cu SS的相角峰振幅相比基本上沒有差別，而且304 SS和304-Cu SS的最大電阻值基本相等，說(shuō)明在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡1d時(shí)，304-Cu SS和304 SS表面都會(huì)很快的形成一層保護(hù)不銹鋼的鈍化膜。圖2-4（b）為304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡2d的Bode圖。304 SS相角峰振幅要高于304-Cu SS的相角峰振幅，而且304 SS最大電阻值高于304-Cu SS，說(shuō)明在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡2d時(shí)，3

44、04-Cu SS表面更容易形成耐腐的鈍化膜，阻礙硫酸鹽還原菌對(duì)304-Cu SS的腐蝕。圖2-4（c）為304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡4d的Bode圖。304 SS相角峰振幅要高于304-Cu SS的相角峰振幅，而且304 SS最大電阻值高于304-Cu SS，說(shuō)明在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡4d時(shí)，304-Cu SS表面更容易形成耐腐的鈍化膜，從而對(duì)硫酸鹽還原菌對(duì)304-Cu SS的腐蝕起到一定的保護(hù)作用。圖2-4（d）為304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡7d的Bode圖。304 SS相角峰振幅要高于304-Cu SS的相角峰振幅，但是304 SS

45、最大電阻值與304-Cu SS相比相差不大，說(shuō)明在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡7d時(shí)，304-Cu SS表面更容易形成耐腐蝕的鈍化膜，硫酸鹽還原菌不容易附著在304-Cu SS表面，而且硫酸鹽還原菌更容易在304 SS表面形成微生物膜，這層微生物膜中的微生物代謝產(chǎn)物會(huì)加速304 SS的腐蝕。圖2-4（e）為304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡14d的Bode圖。304 SS相角峰振幅與304-Cu SS的相角峰振幅相差不大，但是304 SS最大電阻值高于304-Cu SS最大電阻值，說(shuō)明在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡14d時(shí)，不銹鋼表的鈍化膜慢慢消失，而且硫酸鹽還原菌更容易附著在304

46、 SS表面形成微生物膜，這層微生物膜中的硫酸鹽還原菌的代謝產(chǎn)物會(huì)加速304 SS的腐蝕。圖2-4（f）為304-Cu SS和304 SS在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡21d的Bode圖。304 SS相角峰振幅與304-Cu SS的相角峰振幅相差不大，而且304 SS最大電阻值與304-Cu SS相差也不大，但是304-Cu SS的阻抗值較低，說(shuō)明在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡21d時(shí)，不銹鋼表的鈍化膜慢慢消失，而且硫酸鹽還原菌附著在304-Cu SS表面的微生物膜慢慢脫落，所以304-Cu SS有更好的耐腐蝕性能。圖2-4 304-Cu SS和304 SS在SRB菌液中浸泡的EIS-時(shí)間關(guān)系曲線（其中a

47、1d EIS，b 2d EIS，c 4d EIS，d 7d EIS，e 14d EIS和f 21d EIS）EIS 研究被廣泛的應(yīng)用于描述微生物促使不銹鋼表面形成的鈍化膜的特征。這層鈍化膜內(nèi)電子的運(yùn)動(dòng)可以阻礙電子對(duì)不銹鋼表面的腐蝕性破壞，而且阻抗技術(shù)可以測(cè)量非常小的微生物在不銹鋼表面形成的微生物膜的厚度29。綜上所述，總體上304-Cu SS相角峰振幅和阻抗最大電阻值均低于304 SS，說(shuō)明無(wú)論在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡時(shí)間長(zhǎng)短，304-Cu SS較304 SS更容易在菌液中形成鈍化膜來(lái)阻礙硫酸鹽還原菌代謝的腐蝕產(chǎn)物對(duì)不銹鋼的腐蝕，而且硫酸鹽還原菌更容易在304 SS表面形成微生物膜，這層微生物

48、膜中的硫酸鹽還原菌通過生命活動(dòng)代謝產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)破壞304 SS表面形成的耐腐蝕性的鈍化膜，從而加速304 SS的腐蝕，而且在304-Cu SS表面形成的微生物膜更容易脫落，所以304-Cu SS在硫酸鹽還原菌菌液中的耐腐蝕性要優(yōu)于304 SS。2.2.4 SRB菌液極化曲線如圖2-5 304-Cu SS和304 SS在SRB菌液中浸泡21d的極化曲線。圖2-5 304-Cu SS 與304 SS在SRB菌液中21d的極化曲線從圖2-5中可以看出，304-Cu SS的自腐蝕電位為-0.5792V，腐蝕電流為-6.361A。304 SS的自腐蝕電位為-0.4051V，腐蝕電流為-7.104A。3

49、04-Cu SS與304 SS相比，腐蝕電位較負(fù)，腐蝕電流較小，這說(shuō)明304-Cu SS的在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡后的耐腐蝕能力較好。304-Cu SS和304 SS與硫酸鹽還原菌菌液作用時(shí)，不銹鋼表面都會(huì)形成一定厚度的鈍化膜阻礙硫酸鹽還原菌對(duì)不銹鋼表面的腐蝕，但是隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)和細(xì)菌數(shù)量的增加，這層鈍化膜由于硫酸鹽還原菌生命代謝產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物對(duì)不銹鋼表面的腐蝕作用逐漸消失，同時(shí)在兩種不銹鋼表面會(huì)生成一層細(xì)菌微生物薄膜，與不銹鋼表面構(gòu)成一個(gè)微電池，從而加速不銹鋼的腐蝕，但是由于304-Cu SS對(duì)硫酸鹽還原菌很好的抑制硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)生殖的作用，可以延緩硫酸鹽還原菌在抗菌不銹鋼表面形成微生

50、物膜，這在一定程度上保護(hù)了抗菌不銹鋼免受硫酸鹽還原菌的干擾，同時(shí)增加了抗菌不銹鋼耐微生物腐蝕的能力。而且在不銹鋼中添加銅元素并且經(jīng)過特殊的處理后，抗菌不銹鋼基體中形成以-Cu形式存在的富銅相30。不銹鋼與基體的電勢(shì)不同而形成微小的電池結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生陽(yáng)極極化，對(duì)腐蝕有一定的促進(jìn)作用，但是由于奧氏體不銹鋼中添加銅元素后，基體內(nèi)均勻彌散分布著抗菌析出相，且由于抗菌析出相為球狀析出尺寸又很小，所以抗菌析出相的存在不但未降低抗菌不銹鋼的抗腐蝕性能，反而因?yàn)槌叽缧?duì)抗菌不銹鋼產(chǎn)生了陰極保護(hù)作用，所以304-Cu SS在硫酸鹽還原菌菌液中和304 SS相比有更好的抗腐蝕性。第3章 結(jié)論1、304-Cu SS在S

51、RB菌液中浸泡后的溶液pH值比304 SS浸泡后的pH值高，304-Cu SS 浸泡后的溶液中H+含量較低， SRB更易在304 SS表面附著繁殖。2、在SRB菌液中分別浸泡2d、7d、14d和21d后，304-Cu SS開路電位較304 SS開路電位正移， 304-Cu SS耐腐蝕性好于304 SS。3、304-Cu SS與304 SS相比，腐蝕電位較高，腐蝕電流較小，這說(shuō)明304-Cu SS的在硫酸鹽還原菌菌液中浸泡后的耐腐蝕能力較好。4、在SRB菌液中分別浸泡2d、7d、14d和21d后，總體上304-Cu SS相角峰振幅和阻抗最大電阻值均低于304 SS，所以304-Cu SS在硫酸鹽

52、還原菌菌液中的耐腐蝕性要優(yōu)于304 SS。參考文獻(xiàn)1 Hadley R F, Microbiological anaerobic corrosion of Steel pipeline J0il and Gas Tour，1939，38（19）：92962Wagner P， Little B. Impact of Alloying on Microbiologically Influenced Corrosion-A Review JMateria1sPerformance，1993，9：6566 3 阿特拉斯R M.石油微生物學(xué)M北京：石油工業(yè)出版社，19914Hao J.Sulfate-r

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