材料腐蚀与防护

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1、《材料腐蚀与防护》读书报告材料的微生物腐蚀与防护姓名：许芝学号：1151489专业：2011级金属材料方向二○一四年六月目录1引言2材料的微生物腐蚀2.1微生物腐蚀概念2.2主要参与腐蚀微生物2.3腐蚀机制3微生物腐蚀的研究方法3.1现代生物学技术3.2电化学方法3.3现代表面分析技术3.4模拟生物膜的方法4材料微生物腐蚀的防护与控制4.1物理方法4.2化学方法4.3防护涂层+阴极保护法4.4生物方法4.5其他方法5结语参考文献材料腐蚀与防护（许芝1151489金属方向）摘要：金属微生物腐蚀(MIC)的危害性已越来越受到人们的重视。尽管材料表面一般会根据保护需要进行预处理形成保护膜，

2、但是仍然经常会由于微生物的影响而导致发生严重的腐蚀。世界各国地下金属构件的损坏微生物腐蚀约占80%，可见其危害性甚大。本文主要介绍了微生物腐蚀及其防护与控制。关键词：微生物腐蚀；机制；防护1引言微生物对金属的腐蚀早在1891年就为人们所认识，微生物造成的腐蚀损失是惊人的。1985年在华盛顿召开的国际生物腐蚀会议上，Kammer指出，美国现在每年因腐蚀而损失约1670亿美元，其中80%是由微生物腐蚀造成的。凡是土壤或水介质相接触的金属构件都可能出现微生物的腐蚀问题。已频繁出现的除地下输水、输油、输气管线外、电缆、采油、注水套管、深水泵、水电站、热电站、化工、化肥工业、石油炼制等冷却系统

3、；海上船舶、喷气飞机油箱等各个领域。都有一个金属在水介质中微生物危害的问题。2材料的微生物腐蚀2.1微生物腐蚀概念由材料表面生物膜内的微生物生命活动引起或促进材料的腐蚀和破坏称为微生物腐蚀（MIC）。微生物腐蚀并非其本身对金属的侵蚀作用，而是微生物生命活动的结果。微生物附着在金属表面一段时间后会形成一层生物膜，生物膜内微生物的新陈代谢活动使得生物膜内的环境与本体溶液不同，包括电解质的的组成、浓度、温度、pH值、溶解氧等，从而影响了材料表面的阴、阳极分布和阴、阳极反应过程，导致材料腐蚀速度的变化和局部腐蚀的产生。微生物是一群个体微小，结构简单的生物。由于个体小，许多是肉眼看不见的，借助

4、于显微镜放大几百倍、上千倍才能观察到。因许多菌本身是无色、半透明的，即使是在显微镜下观察也不清楚，还需要染色才能在显微镜下看到。虽然如此，人们在日常生活中还是能感觉到它的存在。如夏天牛奶变酸，凝固，食物腐败发臭，潮湿炎热天物品长霉，发面和用曲做甜酒都是微生物生命活动引起的。微生物从广义上来说，包括细菌、放线菌、霉菌、酵母菌、立克次氏体病毒、单细胞藻类和原生动物。但一般说来微生物主要是指细菌、放线菌、霉菌、酵母菌和病毒五大类。2.2参与腐蚀微生物其中比较重要的是直接参与自然界硫、铁和氮循环的微生物。参与硫循环的有硫氧化细菌和硫酸盐还原菌，这类菌能氧化元素硫、硫代硫酸盐和亚硫酸盐等，产生

5、代谢产物硫酸。硫氧化菌在酸性土壤及含黄铁矿的矿区中，能使土壤或矿水变酸导致腐蚀。参与铁循环的有铁氧化细菌和铁细菌，该类菌形态多样（有杆状、球状、丝状等），分布广泛，在富含铁的水中尤为普遍，铁细菌能把水中溶解的亚铁氧化成高铁形式，沉积于菌体鞘内或菌体周围，并从中取得能量同化CO2进行自养生活。参与氮循环的主要有硝化细菌和反硝化细菌等。硝化细菌，如亚硝化单胞菌属和硝化杆菌属等能把氨氧化成亚硝酸，再进一步氧化成硝酸，同时获取能量供自身生活。反硝化细菌，如脱氨假单胞菌、施氏假单胞菌、紫色色杆菌等，在通气不良的环境中，能把硝酸还原成亚硝酸。因此这类菌能在环境中积累一定量的硝酸和亚硝酸，从而对金

6、属造成腐蚀。这些细菌按其生长发育中对氧的要求，又可分为好氧腐蚀菌和厌氧腐蚀菌两类。2.3腐蚀机制微生物的腐蚀主要是由其生命活动中产生腐蚀性物质而造成的。微生物的代谢过程可分为好氧和厌氧两种。好氧代谢主要发生在供氧充分的区域，如曝气池、沉淀池的水面表层等处，厌氧代谢主要发生在贫氧的环境，如地下管网、沉淀池的水下部位等。两种代谢过程的产物不同，腐蚀机理也不一样。2.3.1好氧菌腐蚀机制微生物产酸腐蚀：氧化铁杆菌是铁细菌中的一种,它能使Fe2+氧化成Fe3+,而Fe3+有很强的氧化性能,它可把硫化物氧化成硫酸而加速钢铁腐蚀。即使无硫化物存在,也可加速电化学腐蚀的阳极过程,使钢铁腐蚀加速。氧

7、化硫杆菌和排硫杆菌都属于硫氧化细菌,这类细菌都能氧化硫和低价硫的盐,其结果是产生硫酸,使细菌周围环境的pH值降低。形成氧浓差电池腐蚀：通过在金属表面产生氧浓差电池促进腐蚀,是嗜氧菌腐蚀的重要途径之一。铁细菌氧化水中或微电池腐蚀出来的亚铁,以氧化铁沉积于鞘内后,连同菌体一起沉积于金属表面,逐渐形成锈瘤,这种锈瘤成为氧进入的栅栏,结瘤下氧浓度低,成为缺氧阳极区,其氧浓度高的周围成阴极区。氧浓差电池的形成,大大加速了金属的腐蚀。2.3.2厌氧菌腐蚀机制硫酸盐还原