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海洋環境硫酸鹽還原菌對金屬材料腐蝕機理的研究進展

硫酸鹽還原菌  是一類廣泛存在于自然環境中可以利用硫酸鹽類物質作為呼吸代謝電子受體的厭氧類微生物，是造成金屬腐蝕破壞和設備故障的主要原因之一，已經成為一個重要的研究課題。由于微生物活動的復雜性，生物膜內與金屬表面的相互作用缺乏深入的研究，其誘導腐蝕機理和腐蝕過程尚不清楚，難以進行有效的腐蝕預測。基于此，本文從生物膜的呼吸代謝角度介紹了其誘導金屬腐蝕的研究進展。介紹了的生態特征和厭氧呼吸過程，重點綜述了腐蝕機理，包括陰極去極化、代謝產物腐蝕、濃差電池作用和胞外電子傳遞等理論，簡要介紹了微生物腐蝕 （） 研究的方法與技術手段。

【科技】納米技術如何解決保溫層下的腐蝕問題？

腐蝕是指由于金屬與周圍環境發生反應而導致其基本性能的下降。通常用這個詞來表示金屬與水或氧氣反應而失去一個電子。保溫層下腐蝕（CUI）是指發生在金屬表面與保溫材料接觸面上的一種腐蝕現象。這是一種特別嚴重的腐蝕形式，因為難以檢測到保溫層下的腐蝕。

由于拆除、更換保溫材料的費用與人工成本的原因，通常無法定期檢查保溫層下的腐蝕，從而無法避免該問題。

01. 誘因

保溫層下腐蝕（CUI）的大多數誘因與其他類型的腐蝕相似，大的區別是環境。

當然，水分與氧氣是腐蝕的大因素。管道、儲罐或設備的保溫材料形成的封閉環境會創造條件，造成水分積聚，進而導致腐蝕。由于保溫材料會阻止水分蒸發，且保溫材料又可充當載體，使一個區域的水分通過其移動至另一個區域，從而導致腐蝕更迅速地擴散，因此腐蝕往往更加嚴重。（見下圖）

金屬防腐技術

1 合理選擇與使用材料

純金屬的耐蝕性決定于電極電位，電極電位越高（越正）， 耐蝕性越好，因此有與賤金屬之分。合金耐蝕性與化學成分及組織結構有關，也與介質種類及條件等因素有關系。提高金屬材料耐腐蝕程度，應從熱力學和動力學考慮，腐蝕的控制因素可用腐蝕電流（I ） 大小予以判斷。

從上式可以看出，材料的耐蝕性可采用以下控制措施。

1. 在其他條件一定時，圖片值越小，I 也越小，材料耐蝕性越好。因此用合金化方法提高材料的圖片降低圖片值。例如Cu 中加入Au、Ni中加入Cu 可使合金耐蝕性顯著提高。這種方法消耗，一般情況下不易實現。

2. 增大Pc值減少腐蝕電流。

控制陰極過程可用減小陰極面積及提高陰極析氫電位等方法。合金中第二相或夾雜物大多數是陰極相，通過提高材料純凈度，進行固溶處理等可以提高材料耐蝕性。例如單相硬鋁合金比退火態耐蝕性提高。但是體系中陽極相可鈍化時，減少陰極面積反而不利于提高材料耐蝕性。

在非氧化性或氧化性不強的酸中，析氫電位可控制材料的腐蝕，析氫電位越低（越負）腐蝕速度增大，合金中加入析氫電位高的元素可以降低腐蝕程度。例如Mg 中加入質量分數為0.5%~1.0%的Mn時，使Mg-Mn合金在含有氧化物的水溶液中的腐蝕速度大大降低。

3. 增大Pa值減少腐蝕電流。

采用降低材料陽極活性，阻礙陽極過程，提高耐蝕性。如果合金中的第二相是陽極相，基體是陰極相，采用提高材料純凈度或固溶處理，減少陽極面積，提高材料耐蝕性。如果合金中陽極第二相數量多時，在腐蝕過程中將逐漸降低腐蝕速度。例如Al-Mg 系合金中強化相（Al2Mg3 ） 是陽極性，在腐蝕過程中將逐漸被腐蝕掉，合金表面微陽極相總面積逐漸減小，材料腐蝕速度降低，所以Al-Mg合金耐蝕性比 Al-Cu 合金好。