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1、第卷第期中国腐蚀与防护学报匕年月海洋生物污损与材料腐蚀郑纪勇中国船舶重工集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室青岛摘要总结近年来海洋生物污损和材料腐蚀相关的研究进展,综述了海洋生物污损和材料表面腐蚀的关系。分别阐述了微观生物污损与材料表面腐蚀的相关性,宏观生物污损与材料表面腐蚀的相关性,分析两者或促进或抑制的机理。最后提出了需要进一步探讨的问题。关键词海洋生物污损材料腐蚀中图分类号文献标识码文章编号一一一前言由敞开的海洋体系转变成相对封闭的生物群落环境,氧去极化能力趋向于零,可能发生的腐蚀是氢去极
2、海洋环境是个复杂系统,包含盐、溶解氧、有机化、化学腐蚀和细菌腐蚀等复杂反应体系。物、生物等内在因素,伴有温度、值、电导率等物本文综述近年来海洋生物污损和材料腐蚀相关理因素,及流速、扩散率等动力学因素。这个系统给的研究进展,关注海洋生物污损和材料表面腐蚀的浸海材料带来巨大考验,污损和腐蚀对浸海材料的关系,阐述了微观生物污损与腐蚀的相关性及宏观性能和结构完整性都会造成严重的影响。生物污损与腐蚀的相关性。根据金属材料与海水作用的程度和产物类型,金属可分成易腐蚀型、钝化型和产毒膜型三类。易腐微观生物污损与材料腐蚀蚀型金属
3、如低碳钢,在海水中不但容易腐蚀而且容与海水接触表面的微生物污损对材料腐蚀产生易被生物污损,其腐蚀产物层较脆,附着生物和腐蚀深刻影响。如前所述,一旦材料浸入海水中,其产物一样容易被清除钝化型金属如铝、钦、不锈钢,表面会迅速附着微生物,生长繁殖形成一层生物膜海水环境表层形成钝化膜,腐蚀轻微,而微生物附着。这就产生一个生物膜材料界面,其间的紧密有些金属如铜、银、锌、含铜合金等能产生有物理化学反应是无生命体系所不存在的,而且也是毒腐蚀产物,从而抑制生物污损。不稳定的,随着生物群落、营养、温度和变化会生物作为海洋环境中的重
4、要成员,不但造成材出现多样的界面化学特性。生物膜对金属材料腐蚀产料表面的污损,而且影响金属腐蚀过程,如改变腐蚀生两种相反的作用由微生物产生的金属腐蚀被称为速度、左右腐蚀形态、变更腐蚀历程等。其中,因生微生物腐蚀皿,,物附着、生长、繁殖、代谢和死亡直接或间接造成的由微生物抑制的金属腐蚀称为微生物缓蚀腐蚀被称为海洋生物腐蚀。生物污损和金属腐蚀。过程可分为初期、发展和稳定三个阶段。初期阶段,微生物导致腐蚀金属浸到海水中,表面形成生物膜,膜内金属离子浓微生物腐蚀可以看作是生物和非生物间电转移度比饱和海水中高,值低倍,天然
5、海水不能过程,如被生物激活的金属氧化还原反应等。生物直接到达金属表面,离子传递靠扩散渗透,腐蚀开始膜中除微生物细胞外,还包括微生物的胞外聚合物发生发展阶段,污损生物在锈层上更多附着生长,,,其由各种群竞争演替,也破坏腐蚀锈层的完整性,阻碍完整种大分子组成,包括最初细胞粘附到材料表面的胶内锈层的形成,从而造成局部孔蚀稳定阶段,金属勃剂和新陈代谢产生的多种生物大分子,如蛋白、多腐蚀体系由金属一海水变为金属一生物群落一海水,糖、脂类和核酸等,成分复杂,且随着生物种群、细胞生理状态和环境因素的不同而各异。微生物种群定稿日
6、期一一的多样性和的复杂性造成微生物腐蚀过程研究作者简介郑纪勇,年生。男,工程师,研究方向为海洋生物的困难。污损与防护郑纪勇,微生物腐蚀过程是复杂的,至今没有统一的微中国腐蚀与防护学报卷生物腐蚀机理。如果将生物膜模型化,其可分为材单胞菌对铜镍合金腐蚀的影响,发现在假单胞料表面、微生物和基质、营养方式以及气相等部菌存在时,铜镍合金的腐蚀速率增加。细菌细胞首先分’。各部分成分复杂,随着研究对象不同而变化。附着在合金表面,形成不规则生物膜,生物膜下形成如在某些研究中,材料表面被划分为金属基体、钝化微小蚀坑,细胞及所具有的
7、功能基团减缓了合层、生物矿化沉积物和腐蚀产物等项。各项均不稳金钝化膜的形成过程,削弱了其自然保护作用金属定,随着微生物对金属的腐蚀过程而变化另外,生表面由没有生物膜时和占优势,变物膜中的其它部分也不是一成不变的,都会因腐蚀反成有生物膜后的和占优势,表明腐蚀应而变化,如营养方式的改变包括化合物、流体力学反应是个连续过程等研究了海洋假单胞和金属表面传质率微生物和基质部分的改变包括生菌对不锈钢的腐蚀,发现生物膜随着时间延长物群落结构和的组成。每个部分的改变都可以变厚,并且组成变化不锈钢表面形成普遍的微小蚀复合在一起,又
8、以多种途径影响腐蚀反应。因此,由坑,蚀坑深度与时间成线性变化。表面的合金成分发于微生物间交互作用、代谢过程、腐蚀过程的复杂性生变化,变少,增多,为脱合金成分腐蚀。提和多样性,微生物腐蚀无法用某一原理来准确解析。出以下作用机制为大家都认可的是当生物膜在金属表面形成,微生在生物膜的形成过程中,需氧的假单胞菌先物代谢过程的反应物和产物影响金属表面的化学特附着,消耗氧产生无氧环境
