材料腐蝕與防護(hù)

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1、《材料腐蝕與防護(hù)》讀書報(bào)告材料的微生物腐蝕與防護(hù)姓名：許芝學(xué)號(hào)：1151489專業(yè)：2011級(jí)金屬材料方向二○一四年六月目錄1引言2材料的微生物腐蝕2.1微生物腐蝕概念2.2主要參與腐蝕微生物2.3腐蝕機(jī)制3微生物腐蝕的研究方法3.1現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)3.2電化學(xué)方法3.3現(xiàn)代表面分析技術(shù)3.4模擬生物膜的方法4材料微生物腐蝕的防護(hù)與控制4.1物理方法4.2化學(xué)方法4.3防護(hù)涂層+陰極保護(hù)法4.4生物方法4.5其他方法5結(jié)語參考文獻(xiàn)材料腐蝕與防護(hù)（許芝1151489金屬方向）摘要：金屬微生物腐蝕(MIC)的危害性已越來越受到人們的重視。盡管材料表面一般會(huì)根據(jù)保護(hù)需要進(jìn)行預(yù)處理形成保護(hù)膜，

2、但是仍然經(jīng)常會(huì)由于微生物的影響而導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。世界各國地下金屬構(gòu)件的損壞微生物腐蝕約占80%，可見其危害性甚大。本文主要介紹了微生物腐蝕及其防護(hù)與控制。關(guān)鍵詞：微生物腐蝕；機(jī)制；防護(hù)1引言微生物對(duì)金屬的腐蝕早在1891年就為人們所認(rèn)識(shí)，微生物造成的腐蝕損失是驚人的。1985年在華盛頓召開的國際生物腐蝕會(huì)議上，Kammer指出，美國現(xiàn)在每年因腐蝕而損失約1670億美元，其中80%是由微生物腐蝕造成的。凡是土壤或水介質(zhì)相接觸的金屬構(gòu)件都可能出現(xiàn)微生物的腐蝕問題。已頻繁出現(xiàn)的除地下輸水、輸油、輸氣管線外、電纜、采油、注水套管、深水泵、水電站、熱電站、化工、化肥工業(yè)、石油煉制等冷卻系統(tǒng)

3、；海上船舶、噴氣飛機(jī)油箱等各個(gè)領(lǐng)域。都有一個(gè)金屬在水介質(zhì)中微生物危害的問題。2材料的微生物腐蝕2.1微生物腐蝕概念由材料表面生物膜內(nèi)的微生物生命活動(dòng)引起或促進(jìn)材料的腐蝕和破壞稱為微生物腐蝕（MIC）。微生物腐蝕并非其本身對(duì)金屬的侵蝕作用，而是微生物生命活動(dòng)的結(jié)果。微生物附著在金屬表面一段時(shí)間后會(huì)形成一層生物膜，生物膜內(nèi)微生物的新陳代謝活動(dòng)使得生物膜內(nèi)的環(huán)境與本體溶液不同，包括電解質(zhì)的的組成、濃度、溫度、pH值、溶解氧等，從而影響了材料表面的陰、陽極分布和陰、陽極反應(yīng)過程，導(dǎo)致材料腐蝕速度的變化和局部腐蝕的產(chǎn)生。微生物是一群個(gè)體微小，結(jié)構(gòu)簡單的生物。由于個(gè)體小，許多是肉眼看不見的，借助

4、于顯微鏡放大幾百倍、上千倍才能觀察到。因許多菌本身是無色、半透明的，即使是在顯微鏡下觀察也不清楚，還需要染色才能在顯微鏡下看到。雖然如此，人們在日常生活中還是能感覺到它的存在。如夏天牛奶變酸，凝固，食物腐敗發(fā)臭，潮濕炎熱天物品長霉，發(fā)面和用曲做甜酒都是微生物生命活動(dòng)引起的。微生物從廣義上來說，包括細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母菌、立克次氏體病毒、單細(xì)胞藻類和原生動(dòng)物。但一般說來微生物主要是指細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母菌和病毒五大類。2.2參與腐蝕微生物其中比較重要的是直接參與自然界硫、鐵和氮循環(huán)的微生物。參與硫循環(huán)的有硫氧化細(xì)菌和硫酸鹽還原菌，這類菌能氧化元素硫、硫代硫酸鹽和亞硫酸鹽等，產(chǎn)生

5、代謝產(chǎn)物硫酸。硫氧化菌在酸性土壤及含黃鐵礦的礦區(qū)中，能使土壤或礦水變酸導(dǎo)致腐蝕。參與鐵循環(huán)的有鐵氧化細(xì)菌和鐵細(xì)菌，該類菌形態(tài)多樣（有桿狀、球狀、絲狀等），分布廣泛，在富含鐵的水中尤為普遍，鐵細(xì)菌能把水中溶解的亞鐵氧化成高鐵形式，沉積于菌體鞘內(nèi)或菌體周圍，并從中取得能量同化CO2進(jìn)行自養(yǎng)生活。參與氮循環(huán)的主要有硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌等。硝化細(xì)菌，如亞硝化單胞菌屬和硝化桿菌屬等能把氨氧化成亞硝酸，再進(jìn)一步氧化成硝酸，同時(shí)獲取能量供自身生活。反硝化細(xì)菌，如脫氨假單胞菌、施氏假單胞菌、紫色色桿菌等，在通氣不良的環(huán)境中，能把硝酸還原成亞硝酸。因此這類菌能在環(huán)境中積累一定量的硝酸和亞硝酸，從而對(duì)金

6、屬造成腐蝕。這些細(xì)菌按其生長發(fā)育中對(duì)氧的要求，又可分為好氧腐蝕菌和厭氧腐蝕菌兩類。2.3腐蝕機(jī)制微生物的腐蝕主要是由其生命活動(dòng)中產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)而造成的。微生物的代謝過程可分為好氧和厭氧兩種。好氧代謝主要發(fā)生在供氧充分的區(qū)域，如曝氣池、沉淀池的水面表層等處，厭氧代謝主要發(fā)生在貧氧的環(huán)境，如地下管網(wǎng)、沉淀池的水下部位等。兩種代謝過程的產(chǎn)物不同，腐蝕機(jī)理也不一樣。2.3.1好氧菌腐蝕機(jī)制微生物產(chǎn)酸腐蝕：氧化鐵桿菌是鐵細(xì)菌中的一種,它能使Fe2+氧化成Fe3+,而Fe3+有很強(qiáng)的氧化性能,它可把硫化物氧化成硫酸而加速鋼鐵腐蝕。即使無硫化物存在,也可加速電化學(xué)腐蝕的陽極過程,使鋼鐵腐蝕加速。氧

7、化硫桿菌和排硫桿菌都屬于硫氧化細(xì)菌,這類細(xì)菌都能氧化硫和低價(jià)硫的鹽,其結(jié)果是產(chǎn)生硫酸,使細(xì)菌周圍環(huán)境的pH值降低。形成氧濃差電池腐蝕：通過在金屬表面產(chǎn)生氧濃差電池促進(jìn)腐蝕,是嗜氧菌腐蝕的重要途徑之一。鐵細(xì)菌氧化水中或微電池腐蝕出來的亞鐵,以氧化鐵沉積于鞘內(nèi)后,連同菌體一起沉積于金屬表面,逐漸形成銹瘤,這種銹瘤成為氧進(jìn)入的柵欄,結(jié)瘤下氧濃度低,成為缺氧陽極區(qū),其氧濃度高的周圍成陰極區(qū)。氧濃差電池的形成,大大加速了金屬的腐蝕。2.3.2厭氧菌腐蝕機(jī)制硫酸鹽還原