海洋生物污損與材料腐蝕

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1、第卷第期中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)匕年月海洋生物污損與材料腐蝕鄭紀(jì)勇中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所海洋腐蝕與防護(hù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青島摘要總結(jié)近年來(lái)海洋生物污損和材料腐蝕相關(guān)的研究進(jìn)展,綜述了海洋生物污損和材料表面腐蝕的關(guān)系。分別闡述了微觀生物污損與材料表面腐蝕的相關(guān)性,宏觀生物污損與材料表面腐蝕的相關(guān)性,分析兩者或促進(jìn)或抑制的機(jī)理。最后提出了需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題。關(guān)鍵詞海洋生物污損材料腐蝕中圖分類號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文章編號(hào)一一一前言由敞開(kāi)的海洋體系轉(zhuǎn)變成相對(duì)封閉的生物群落環(huán)境,氧去極化能力趨向于零,可能發(fā)生的腐蝕是氫去極

2、海洋環(huán)境是個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),包含鹽、溶解氧、有機(jī)化、化學(xué)腐蝕和細(xì)菌腐蝕等復(fù)雜反應(yīng)體系。物、生物等內(nèi)在因素,伴有溫度、值、電導(dǎo)率等物本文綜述近年來(lái)海洋生物污損和材料腐蝕相關(guān)理因素,及流速、擴(kuò)散率等動(dòng)力學(xué)因素。這個(gè)系統(tǒng)給的研究進(jìn)展,關(guān)注海洋生物污損和材料表面腐蝕的浸海材料帶來(lái)巨大考驗(yàn),污損和腐蝕對(duì)浸海材料的關(guān)系,闡述了微觀生物污損與腐蝕的相關(guān)性及宏觀性能和結(jié)構(gòu)完整性都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。生物污損與腐蝕的相關(guān)性。根據(jù)金屬材料與海水作用的程度和產(chǎn)物類型,金屬可分成易腐蝕型、鈍化型和產(chǎn)毒膜型三類。易腐微觀生物污損與材料腐蝕蝕型金屬

3、如低碳鋼,在海水中不但容易腐蝕而且容與海水接觸表面的微生物污損對(duì)材料腐蝕產(chǎn)生易被生物污損,其腐蝕產(chǎn)物層較脆,附著生物和腐蝕深刻影響。如前所述,一旦材料浸入海水中,其產(chǎn)物一樣容易被清除鈍化型金屬如鋁、欽、不銹鋼,表面會(huì)迅速附著微生物,生長(zhǎng)繁殖形成一層生物膜海水環(huán)境表層形成鈍化膜,腐蝕輕微,而微生物附著。這就產(chǎn)生一個(gè)生物膜材料界面,其間的緊密有些金屬如銅、銀、鋅、含銅合金等能產(chǎn)生有物理化學(xué)反應(yīng)是無(wú)生命體系所不存在的,而且也是毒腐蝕產(chǎn)物,從而抑制生物污損。不穩(wěn)定的,隨著生物群落、營(yíng)養(yǎng)、溫度和變化會(huì)生物作為海洋環(huán)境中的重

4、要成員,不但造成材出現(xiàn)多樣的界面化學(xué)特性。生物膜對(duì)金屬材料腐蝕產(chǎn)料表面的污損,而且影響金屬腐蝕過(guò)程,如改變腐蝕生兩種相反的作用由微生物產(chǎn)生的金屬腐蝕被稱為速度、左右腐蝕形態(tài)、變更腐蝕歷程等。其中,因生微生物腐蝕皿,,物附著、生長(zhǎng)、繁殖、代謝和死亡直接或間接造成的由微生物抑制的金屬腐蝕稱為微生物緩蝕腐蝕被稱為海洋生物腐蝕。生物污損和金屬腐蝕。過(guò)程可分為初期、發(fā)展和穩(wěn)定三個(gè)階段。初期階段,微生物導(dǎo)致腐蝕金屬浸到海水中,表面形成生物膜,膜內(nèi)金屬離子濃微生物腐蝕可以看作是生物和非生物間電轉(zhuǎn)移度比飽和海水中高,值低倍,天然

5、海水不能過(guò)程,如被生物激活的金屬氧化還原反應(yīng)等。生物直接到達(dá)金屬表面,離子傳遞靠擴(kuò)散滲透,腐蝕開(kāi)始膜中除微生物細(xì)胞外,還包括微生物的胞外聚合物發(fā)生發(fā)展階段,污損生物在銹層上更多附著生長(zhǎng),,,其由各種群競(jìng)爭(zhēng)演替,也破壞腐蝕銹層的完整性,阻礙完整種大分子組成,包括最初細(xì)胞粘附到材料表面的膠內(nèi)銹層的形成,從而造成局部孔蝕穩(wěn)定階段,金屬勃?jiǎng)┖托玛惔x產(chǎn)生的多種生物大分子,如蛋白、多腐蝕體系由金屬一海水變?yōu)榻饘僖簧锶郝湟缓Ｋ?糖、脂類和核酸等,成分復(fù)雜,且隨著生物種群、細(xì)胞生理狀態(tài)和環(huán)境因素的不同而各異。微生物種群定稿日

6、期一一的多樣性和的復(fù)雜性造成微生物腐蝕過(guò)程研究作者簡(jiǎn)介鄭紀(jì)勇,年生。男,工程師,研究方向?yàn)楹Ｑ笊锏睦щy。污損與防護(hù)鄭紀(jì)勇,微生物腐蝕過(guò)程是復(fù)雜的,至今沒(méi)有統(tǒng)一的微中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)卷生物腐蝕機(jī)理。如果將生物膜模型化,其可分為材單胞菌對(duì)銅鎳合金腐蝕的影響,發(fā)現(xiàn)在假單胞料表面、微生物和基質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)方式以及氣相等部菌存在時(shí),銅鎳合金的腐蝕速率增加。細(xì)菌細(xì)胞首先分’。各部分成分復(fù)雜,隨著研究對(duì)象不同而變化。附著在合金表面,形成不規(guī)則生物膜,生物膜下形成如在某些研究中,材料表面被劃分為金屬基體、鈍化微小蝕坑,細(xì)胞及所具有的

7、功能基團(tuán)減緩了合層、生物礦化沉積物和腐蝕產(chǎn)物等項(xiàng)。各項(xiàng)均不穩(wěn)金鈍化膜的形成過(guò)程,削弱了其自然保護(hù)作用金屬定,隨著微生物對(duì)金屬的腐蝕過(guò)程而變化另外,生表面由沒(méi)有生物膜時(shí)和占優(yōu)勢(shì),變物膜中的其它部分也不是一成不變的,都會(huì)因腐蝕反成有生物膜后的和占優(yōu)勢(shì),表明腐蝕應(yīng)而變化,如營(yíng)養(yǎng)方式的改變包括化合物、流體力學(xué)反應(yīng)是個(gè)連續(xù)過(guò)程等研究了海洋假單胞和金屬表面?zhèn)髻|(zhì)率微生物和基質(zhì)部分的改變包括生菌對(duì)不銹鋼的腐蝕,發(fā)現(xiàn)生物膜隨著時(shí)間延長(zhǎng)物群落結(jié)構(gòu)和的組成。每個(gè)部分的改變都可以變厚,并且組成變化不銹鋼表面形成普遍的微小蝕復(fù)合在一起,又

8、以多種途徑影響腐蝕反應(yīng)。因此,由坑,蝕坑深度與時(shí)間成線性變化。表面的合金成分發(fā)于微生物間交互作用、代謝過(guò)程、腐蝕過(guò)程的復(fù)雜性生變化,變少,增多,為脫合金成分腐蝕。提和多樣性,微生物腐蝕無(wú)法用某一原理來(lái)準(zhǔn)確解析。出以下作用機(jī)制為大家都認(rèn)可的是當(dāng)生物膜在金屬表面形成,微生在生物膜的形成過(guò)程中,需氧的假單胞菌先物代謝過(guò)程的反應(yīng)物和產(chǎn)物影響金屬表面的化學(xué)特附著,消耗氧產(chǎn)生無(wú)氧環(huán)境