硫酸盐还原菌对AZ91镁合金腐蚀行为的影响

论文摘要

本文首次对硫酸盐还原菌（SRB）影响下的AZ91镁合金的腐蚀行为进行了深入的研究,得出了SRB影响下的镁合金腐蚀的基本规律。通过微生物的富集、分离和纯化,获得活性较高的细菌纯培养。通过H2S的定性检测、革兰氏染色法对纯培养进行初步鉴定,用透射电镜对细菌体态特征进行观察,并对细菌生长特性进行了研究。结果表明:所分离细菌系SRB,该SRB的生长延滞期较长,对数生长期和稳定生长期较短。采用挂片浸泡法在实验室条件下进行了加速实验,通过失重测量、形貌观察、产物成分分析、菌量测定和电化学分析等手段,对SRB影响下的铸态AZ91腐蚀行为进行研究。结果表明:硫酸亚铁铵和抗坏血酸的加入明显促进了SRB的新陈代谢,镁合金表面形成的FeS沉淀,显著促进了AZ91的腐蚀。探讨了Cl-、Cu2+及Fe2+及其浓度等介质环境对SRB影响下的铸态AZ91腐蚀行为的影响规律。结果表明:在含Cl-溶液中,生物膜起物理屏障作用,降低了AZ91对Cl-的腐蚀敏感性;在含Cu2+溶液中,SRB趋向于向金属表面生长,Cu2+对SRB起毒害作用,同时在金属表面形成Cu-Mg电偶腐蚀电池,促进镁合金腐蚀,生物膜的形成具有降低镁合金腐蚀敏感性的作用;Fe2+浓度小于等于40mg/L时,SRB生物膜延缓了镁合金腐蚀;当Fe2+浓度大于等于80mg/L时,生物膜促进镁合金腐蚀。对不同热处理状态及微弧氧化膜处理的AZ91的SRB腐蚀进行了研究,结果表明:SRB显著促进了T4合金的腐蚀;对于T6合金,SRB的存在使得AZ91的腐蚀速度随着β相含量的增加而减小,SRB产生的H2S具有阴极去极化作用;SRB产生的H2S的活化作用,及SRB在微弧氧化放电通道中的产生的H2S及有机酸的浸蚀作用促进了镁合金微弧氧化膜的点蚀。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 镁合金的应用及腐蚀研究现状
• 1.2.1 镁合金主要应用领域
• 1.2.2 铸态组织及其耐腐蚀性能
• 1.2.3 热处理组织及其腐蚀机理
• 1.2.4 微弧氧化技术及微弧氧化膜的耐腐蚀性能
• 1.2.5 溶液介质对耐腐蚀性能的影响
• 1.3 微生物腐蚀的研究现状
• 1.3.1 硫酸盐还原菌的性状及代谢机理
• 1.3.2 生物膜
• 1.3.3 不同金属的微生物腐蚀
• 1.3.4 微生物的腐蚀理论
• 1.3.5 微生物的缓蚀机理
• 1.3.6 微生物腐蚀的环境因素
• 1.3.7 微生物腐蚀研究技术
• 1.4 本文的研究意义及主要研究内容
• 第2章 硫酸盐还原菌的分离、纯化及鉴定
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料、设备及方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果及讨论
• 2.4 本章小结
• 第3章 硫酸盐还原菌对铸态AZ91 镁合金腐蚀行为的影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料、方法及样品表征
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 样品表征
• 3.3 结果及讨论
• 3.3.1 耐腐蚀性能及腐蚀形貌特征
• 3.3.2 腐蚀产物形貌观察、XRD 和EDS 分析
• 3.3.3 菌量和溶液pH
• 3.3.4 生物膜生长过程中腐蚀电位随时间的变化规律
• 3.3.5 生物膜对腐蚀行为的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 溶液离子对硫酸盐还原菌作用下的铸态AZ91 镁合金腐蚀行为的影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料及实验过程
• 4.3 结果及讨论
• -对AZ91 镁合金SRB 腐蚀的影响'>4.3.1 Cl^-对AZ91 镁合金SRB 腐蚀的影响
• 2+对AZ91 镁合金SRB 腐蚀的影响'>4.3.2 Cu²⁺对AZ91 镁合金SRB 腐蚀的影响
• 2+对AZ91 镁合金SRB 腐蚀的影响'>4.3.3 Fe²⁺对AZ91 镁合金SRB 腐蚀的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 硫酸盐还原菌对热处理AZ91 镁合金腐蚀行为的影响
• 5.1 前言
• 5.2 实验过程
• 5.2.1 热处理工艺
• 5.2.2 浸泡实验
• 5.3 实验结果及讨论
• 5.3.1 铸态及热处理组织的XRD 分析和微观形貌
• 5.3.2 不同T6 热处理工艺下的镁合金微观组织
• 5.3.3 腐蚀产物形貌及XRD 分析
• 5.3.4 腐蚀形貌特征
• 5.3.5 SRB 对热处理镁合金腐蚀速度的影响
• 5.3.6 β相含量与腐蚀速度的关系
• 5.3.7 溶液pH 值对镁合金腐蚀行为的影响
• 5.3.8 SRB 对热处理镁合金腐蚀电位的影响
• 5.3.9 SRB 对热处理镁合金极化过程的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 硫酸盐还原菌对微弧氧化处理AZ91 镁合金腐蚀行为的影响
• 6.1 前言
• 6.2 实验设备及实验方法
• 6.2.1 微弧氧化设备
• 6.2.2 实验方法
• 6.3 结果及讨论
• 6.3.1 槽电压与时间的关系
• 6.3.2 氧化膜的SEM 形貌及XRD 分析
• 6.3.3 膜结构及膜层元素分布
• 6.3.4 腐蚀产物的XRD 分析
• 6.3.5 腐蚀后氧化膜的SEM 形貌及能谱分析
• 6.3.6 菌量与浸泡时间的关系
• 6.3.7 SRB 对腐蚀电位影响
• 6.3.8 SRB 对极化过程的影响
• 6.3.9 腐蚀机理分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表论文及主要成果
• 致谢
• 摘要
• Abstract