Благодарим ви, че посетихте Nature.com.Версията на браузъра, която използвате, има ограничена поддръжка на CSS.За най-добро изживяване ви препоръчваме да използвате актуализиран браузър (или да деактивирате режима на съвместимост в Internet Explorer).Междувременно, за да осигурим постоянна поддръжка, ние ще визуализираме сайта без стилове и JavaScript.
Микробната корозия (MIC) е сериозен проблем в много индустрии, тъй като може да доведе до огромни икономически загуби.Супердуплексната неръждаема стомана 2707 (2707 HDSS) се използва в морска среда поради отличната си химическа устойчивост.Неговата устойчивост към MIC обаче не е експериментално доказана.Това проучване изследва поведението на MIC 2707 HDSS, причинено от морската аеробна бактерия Pseudomonas aeruginosa.Електрохимичният анализ показа, че в присъствието на биофилм от Pseudomonas aeruginosa в среда 2216E се наблюдава положителна промяна в корозионния потенциал и увеличаване на плътността на корозионния ток.Анализът на рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS) показва намаляване на съдържанието на Cr на повърхността на пробата под биофилма.Визуалният анализ на ямките показа, че биофилмът на P. aeruginosa произвежда максимална дълбочина на ямките от 0,69 µm по време на 14 дни инкубация.Въпреки че това е малко, това показва, че 2707 HDSS не е напълно имунизиран срещу MIC на биофилми на P. aeruginosa.
Дуплексните неръждаеми стомани (DSS) се използват широко в различни индустрии поради перфектната комбинация от отлични механични свойства и устойчивост на корозия1,2.Въпреки това, все още се появява локализиран питинг, който засяга целостта на тази стомана3,4.DSS не е устойчив на микробна корозия (MIC)5,6.Въпреки широката гама от приложения за DSS, все още има среди, където устойчивостта на корозия на DSS не е достатъчна за дългосрочна употреба.Това означава, че са необходими по-скъпи материали с по-висока устойчивост на корозия.Jeon et al7 установиха, че дори супер дуплексните неръждаеми стомани (SDSS) имат някои ограничения по отношение на устойчивостта на корозия.Следователно в някои случаи са необходими супердуплексни неръждаеми стомани (HDSS) с по-висока устойчивост на корозия.Това доведе до разработването на високо легирани HDSS.
Устойчивостта на корозия DSS зависи от съотношението на алфа и гама фазите и е обеднена в Cr, Mo и W области 8, 9, 10 в съседство с втората фаза.HDSS съдържа високо съдържание на Cr, Mo и N11, следователно има отлична устойчивост на корозия и висока стойност (45-50) на еквивалентното число на устойчивост на питинг (PREN), определено от тегл.% Cr + 3,3 (тегл.% Mo + 0,5 тегл. .%W) + 16% тегл.N12.Неговата отлична устойчивост на корозия зависи от балансиран състав, съдържащ приблизително 50% феритна (α) и 50% аустенитна (γ) фази.HDSS има по-добри механични свойства и по-висока устойчивост на хлоридна корозия.Подобрената устойчивост на корозия разширява използването на HDSS в по-агресивни хлоридни среди, като морска среда.
MIC са основен проблем в много индустрии като нефтената и газовата промишленост и водната промишленост14.MIC представлява 20% от всички щети от корозия15.MIC е биоелектрохимична корозия, която може да се наблюдава в много среди.Биофилмите, които се образуват върху метални повърхности, променят електрохимичните условия, като по този начин влияят на процеса на корозия.Широко разпространено е мнението, че MIC корозията се причинява от биофилми.Електрогенните микроорганизми разяждат метали, за да получат енергията, от която се нуждаят, за да оцелеят17.Последните проучвания на MIC показват, че EET (извънклетъчен електронен трансфер) е факторът, ограничаващ скоростта на MIC, индуциран от електрогенни микроорганизми.Джан и др.18 демонстрира, че електронните посредници ускоряват трансфера на електрони между клетките на Desulfovibrio sessificans и 304 неръждаема стомана, което води до по-тежка MIC атака.Anning и др.19 и Wenzlaff et al.20 са показали, че биофилмите на корозивни сулфат-редуциращи бактерии (SRBs) могат директно да абсорбират електрони от метални субстрати, което води до тежки питинги.
Известно е, че DSS е податлив на MIC в среди, съдържащи SRBs, желязо-редуциращи бактерии (IRBs) и др. 21 .Тези бактерии причиняват локализирана питинг на повърхността на DSS под биофилми 22, 23.За разлика от DSS, HDSS24 MIC не е добре известен.
Pseudomonas aeruginosa е грам-отрицателна, подвижна, пръчковидна бактерия, която е широко разпространена в природата25.Pseudomonas aeruginosa също е основна микробна група в морската среда, причиняваща повишени концентрации на MIC.Pseudomonas участва активно в процеса на корозия и е признат за пионер колонизатор по време на образуването на биофилм.Махат и др.28 и Yuan et al.29 демонстрира, че Pseudomonas aeruginosa има тенденция да повишава скоростта на корозия на мека стомана и сплави във водна среда.
Основната цел на тази работа беше да се изследват свойствата на MIC 2707 HDSS, причинени от морската аеробна бактерия Pseudomonas aeruginosa, като се използват електрохимични методи, методи за повърхностен анализ и анализ на корозионни продукти.Електрохимични изследвания, включително потенциал на отворена верига (OCP), линейно поляризационно съпротивление (LPR), електрохимична импедансна спектроскопия (EIS) и потенциална динамична поляризация, бяха извършени за изследване на поведението на MIC 2707 HDSS.Беше извършен енергийно-дисперсивен спектрометричен анализ (EDS) за откриване на химически елементи върху корозирала повърхност.В допълнение, рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS) беше използвана за определяне на стабилността на пасивацията на оксидния филм под въздействието на морска среда, съдържаща Pseudomonas aeruginosa.Дълбочината на ямите се измерва под конфокален лазерен сканиращ микроскоп (CLSM).
Таблица 1 показва химичния състав на 2707 HDSS.Таблица 2 показва, че 2707 HDSS има отлични механични свойства с граница на провлачване от 650 MPa.На фиг.1 показва оптичната микроструктура на термично обработен разтвор 2707 HDSS.В микроструктурата, съдържаща около 50% аустенитни и 50% феритни фази, се виждат удължени ивици от аустенитни и феритни фази без вторични фази.
На фиг.2а показва потенциала на отворена верига (Eocp) спрямо времето на експозиция за 2707 HDSS в 2216E абиотична среда и P. aeruginosa бульон за 14 дни при 37°C.Той показва, че най-голямата и най-значима промяна в Eocp настъпва през първите 24 часа.Стойностите на Eocp и в двата случая достигнаха връх при -145 mV (в сравнение с SCE) около 16 часа и след това рязко спаднаха, достигайки -477 mV (в сравнение с SCE) и -236 mV (в сравнение с SCE) за абиотичната проба.и P купони за Pseudomonas aeruginosa, съответно).След 24 часа стойността на Eocp 2707 HDSS за P. aeruginosa беше относително стабилна при -228 mV (в сравнение с SCE), докато съответната стойност за небиологични проби беше приблизително -442 mV (в сравнение с SCE).Eocp в присъствието на P. aeruginosa беше доста нисък.
Електрохимично изследване на 2707 HDSS проби в абиотична среда и бульон от Pseudomonas aeruginosa при 37 °C:
( a ) Eocp като функция от времето на експозиция, ( b ) поляризационни криви на 14-ия ден, ( c ) Rp като функция от времето на експозиция и ( d ) icorr като функция от времето на експозиция.
Таблица 3 показва параметрите на електрохимичната корозия на 2707 HDSS проби, изложени на абиотична среда и среда, инокулирана с Pseudomonas aeruginosa, за период от 14 дни.Допирателните на анодните и катодните криви бяха екстраполирани, за да се получат пресечни точки, даващи плътност на тока на корозия (icorr), корозионен потенциал (Ecorr) и наклон на Tafel (βα и βc) съгласно стандартни методи 30,31.
Както е показано на фиг.2b, изместване нагоре в кривата на P. aeruginosa води до увеличаване на Ecorr в сравнение с абиотичната крива.Стойността на icorr, която е пропорционална на скоростта на корозия, се повишава до 0,328 µA cm-2 в пробата от Pseudomonas aeruginosa, което е четири пъти по-високо, отколкото в небиологичната проба (0,087 µA cm-2).
LPR е класически безразрушителен електрохимичен метод за бърз анализ на корозия.Той също така е използван за изследване на MIC32.На фиг.2с показва поляризационното съпротивление (Rp) като функция от времето на експозиция.По-високата стойност на Rp означава по-малко корозия.В рамките на първите 24 часа Rp 2707 HDSS достигна своя връх при 1955 kΩ cm2 за абиотични проби и 1429 kΩ cm2 за проби от Pseudomonas aeruginosa.Фигура 2в също показва, че стойността на Rp намалява бързо след един ден и след това остава относително непроменена през следващите 13 дни.Стойността на Rp на проба от Pseudomonas aeruginosa е около 40 kΩ cm2, което е много по-ниско от стойността от 450 kΩ cm2 на небиологична проба.
Стойността на icorr е пропорционална на равномерната скорост на корозия.Стойността му може да се изчисли от следното уравнение на Стърн-Гири:
Според Zoe et al.33, типичната стойност на наклона B на Tafel в тази работа е приета за 26 mV/dec.Фигура 2d показва, че icorr на небиологичната проба 2707 остава относително стабилна, докато пробата на P. aeruginosa се колебае значително след първите 24 часа.Стойностите на icorr на пробите от P. aeruginosa са с порядък по-високи от тези на небиологичните контроли.Тази тенденция е в съответствие с резултатите от поляризационното съпротивление.
EIS е друг неразрушителен метод, използван за характеризиране на електрохимични реакции върху корозирали повърхности.Спектри на импеданс и изчислени стойности на капацитет на проби, изложени на абиотична среда и разтвор на Pseudomonas aeruginosa, съпротивление на пасивен филм/биофилм Rb, образуван върху повърхността на пробата, съпротивление на пренос на заряд Rct, електрически двуслоен капацитет Cdl (EDL) и постоянни QCPE параметри на фазовия елемент (CPE).Тези параметри бяха допълнително анализирани чрез монтиране на данните с помощта на модел на еквивалентна схема (EEC).
На фиг.3 показва типични диаграми на Найкуист (а и b) и графики на Боде (а' и b') за 2707 HDSS проби в абиотична среда и бульон на P. aeruginosa за различни времена на инкубация.Диаметърът на пръстена на Nyquist намалява в присъствието на Pseudomonas aeruginosa.Графиката на Bode (фиг. 3b') показва увеличението на общия импеданс.Информация за времеконстантата на релаксация може да бъде получена от фазовите максимуми.На фиг.4 показва физическите структури на базата на монослой (а) и двуслой (b) и съответните ЕЕС.CPE се въвежда в модела на ЕИО.Неговият вход и импеданс се изразяват, както следва:
Два физически модела и съответните еквивалентни вериги за монтиране на импедансния спектър на проба 2707 HDSS:
където Y0 е стойността на KPI, j е имагинерното число или (-1)1/2, ω е ъгловата честота, n е индексът на мощност на KPI, по-малък от едно35.Инверсията на съпротивлението при пренос на заряд (т.е. 1/Rct) съответства на скоростта на корозия.Колкото по-малко е Rct, толкова по-висока е скоростта на корозия27.След 14 дни инкубация, Rct на проби от Pseudomonas aeruginosa достигна 32 kΩ cm2, което е много по-малко от 489 kΩ cm2 на небиологични проби (Таблица 4).
CLSM изображенията и SEM изображенията на Фигура 5 ясно показват, че покритието от биофилм върху повърхността на HDSS проба 2707 след 7 дни е плътно.След 14 дни обаче покритието на биофилма беше лошо и се появиха някои мъртви клетки.Таблица 5 показва дебелината на биофилма върху 2707 HDSS проби след излагане на P. aeruginosa за 7 и 14 дни.Максималната дебелина на биофилма се промени от 23,4 µm след 7 дни до 18,9 µm след 14 дни.Средната дебелина на биофилма също потвърждава тази тенденция.Той намалява от 22,2 ± 0,7 μm след 7 дни до 17,8 ± 1,0 μm след 14 дни.
(a) 3-D CLSM изображение на 7 дни, (b) 3-D CLSM изображение на 14 дни, (c) SEM изображение на 7 дни и (d) SEM изображение на 14 дни.
EMF разкрива химически елементи в биофилми и продукти от корозия върху проби, изложени на P. aeruginosa в продължение на 14 дни.На фиг.Фигура 6 показва, че съдържанието на C, N, O и P в биофилми и продукти от корозия е значително по-високо, отколкото в чистите метали, тъй като тези елементи са свързани с биофилми и техните метаболити.Микробите се нуждаят само от следи от хром и желязо.Високите нива на Cr и Fe в биофилма и корозионните продукти на повърхността на пробите показват, че металната матрица е загубила елементи поради корозия.
След 14 дни се наблюдават ями със и без P. aeruginosa в среда 2216E.Преди инкубацията повърхността на пробите беше гладка и без дефекти (фиг. 7а).След инкубиране и отстраняване на биофилм и продукти на корозия, най-дълбоките ями на повърхността на пробите бяха изследвани с помощта на CLSM, както е показано на Фиг. 7b и c.На повърхността на небиологични контроли не беше открита очевидна ямка (максимална дълбочина на ямка 0,02 µm).Максималната дълбочина на вдлъбнатините, причинена от P. aeruginosa, беше 0,52 µm на 7 дни и 0,69 µm на 14 дни, въз основа на средната максимална дълбочина на вдлъбнатините от 3 проби (10 максимални дълбочини на вдлъбнатини бяха избрани за всяка проба).Постигане на съответно 0,42 ± 0,12 µm и 0,52 ± 0,15 µm (Таблица 5).Тези стойности на дълбочината на отвора са малки, но важни.
(a) преди излагане, (b) 14 дни в абиотична среда и (c) 14 дни в бульон на Pseudomonas aeruginosa.
На фиг.Таблица 8 показва XPS спектрите на различни повърхности на пробите и химическият състав, анализиран за всяка повърхност, е обобщен в таблица 6. В таблица 6 атомните проценти на Fe и Cr в присъствието на P. aeruginosa (проби A и B) са много по-ниски от тези на небиологичните контроли.(проби C и D).За проба от P. aeruginosa, спектралната крива на нивото на ядрото Cr 2p беше напасната към четири пикови компонента с енергии на свързване (BE) от 574,4, 576,6, 578,3 и 586,8 eV, което може да се припише на Cr, Cr2O3, CrO3.и Cr(OH)3, съответно (фиг. 9а и б).За небиологични проби спектърът на основното ниво на Cr 2p съдържа два основни пика за Cr (573.80 eV за BE) и Cr2O3 (575.90 eV за BE) на фиг.9c и d, съответно.Най-забележителната разлика между абиотичните проби и пробите от P. aeruginosa е наличието на Cr6+ и по-висок относителен дял на Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) под биофилма.
Широките XPS спектри на повърхността на проба 2707 HDSS в две среди са съответно 7 и 14 дни.
(a) 7 дни експозиция на P. aeruginosa, (b) 14 дни експозиция на P. aeruginosa, (c) 7 дни в абиотична среда и (d) 14 дни в абиотична среда.
HDSS показва високо ниво на устойчивост на корозия в повечето среди.Kim et al.2 съобщават, че HDSS UNS S32707 е идентифициран като силно легиран DSS с PREN по-голям от 45. Стойността на PREN на проба 2707 HDSS в тази работа е 49. Това се дължи на високото съдържание на хром и високото съдържание на молибден и никел, които са полезни в киселинни среди.и среди с високо съдържание на хлорид.В допълнение, добре балансираният състав и микроструктурата без дефекти са от полза за структурната стабилност и устойчивостта на корозия.Въпреки отличната си химическа устойчивост обаче, експерименталните данни в тази работа предполагат, че 2707 HDSS не е напълно имунизиран срещу MIC на биофилма на P. aeruginosa.
Електрохимичните резултати показват, че скоростта на корозия на 2707 HDSS в P. aeruginosa бульон се увеличава значително след 14 дни в сравнение с небиологичната среда.На фигура 2а се наблюдава намаляване на Eocp както в абиотичната среда, така и в бульона на P. aeruginosa през първите 24 часа.След това биофилмът напълно покрива повърхността на пробата и Eocp става относително стабилен36.Биологичното ниво на Eocp обаче е много по-високо от небиологичното ниво на Eocp.Има причини да се смята, че тази разлика е свързана с образуването на биофилми от P. aeruginosa.На фиг.2d в присъствието на P. aeruginosa, стойността на icorr 2707 HDSS достигна 0, 627 μA cm-2, което е с порядък по-висок от този на абиотичния контрол (0, 063 μA cm-2), което е в съответствие със стойността на Rct, измерена от EIS.През първите няколко дни стойностите на импеданса в бульона на P. aeruginosa се повишават поради прикрепването на клетките на P. aeruginosa и образуването на биофилми.Въпреки това, когато биофилмът напълно покрие повърхността на пробата, импедансът намалява.Защитният слой се атакува главно поради образуването на биофилми и метаболити на биофилм.Следователно устойчивостта на корозия намалява с времето и прикрепването на P. aeruginosa причинява локализирана корозия.Тенденциите в абиотичните среди бяха различни.Устойчивостта на корозия на небиологичния контрол беше много по-висока от съответната стойност на пробите, изложени на бульон от P. aeruginosa.В допълнение, за абиотичните присъединявания, стойността на Rct 2707 HDSS достигна 489 kΩ cm2 на ден 14, което е 15 пъти по-висока от стойността на Rct (32 kΩ cm2) в присъствието на P. aeruginosa.По този начин 2707 HDSS има отлична устойчивост на корозия в стерилна среда, но не е устойчив на MIC от биофилми на P. aeruginosa.
Тези резултати могат да се наблюдават и от поляризационните криви на фиг.2б.Анодното разклоняване е свързано с образуването на биофилм от Pseudomonas aeruginosa и реакциите на окисляване на метали.В този случай катодната реакция е редукцията на кислорода.Наличието на P. aeruginosa значително повишава плътността на корозионния ток, с около порядък по-висока, отколкото в абиотичния контрол.Това показва, че биофилмът на P. aeruginosa засилва локализираната корозия на 2707 HDSS.Yuan et al.29 установиха, че плътността на корозионния ток на сплавта Cu-Ni 70/30 се увеличава под действието на биофилма на P. aeruginosa.Това може да се дължи на биокатализата на намаляването на кислорода от биофилмите на Pseudomonas aeruginosa.Това наблюдение може също да обясни MIC 2707 HDSS в тази работа.Възможно е също така да има по-малко кислород под аеробни биофилми.Следователно, отказът за повторно пасивиране на металната повърхност с кислород може да бъде фактор, допринасящ за MIC в тази работа.
Дикинсън и др.38 предполага, че скоростта на химичните и електрохимичните реакции може да бъде пряко повлияна от метаболитната активност на сесилните бактерии върху повърхността на пробата и естеството на корозионните продукти.Както е показано на Фигура 5 и Таблица 5, броят на клетките и дебелината на биофилма намалява след 14 дни.Това може разумно да се обясни с факта, че след 14 дни повечето от сесилните клетки на повърхността на 2707 HDSS умират поради изчерпване на хранителните вещества в средата 2216E или освобождаването на токсични метални йони от матрицата 2707 HDSS.Това е ограничение на партидните експерименти.
В тази работа биофилм от P. aeruginosa допринесе за локално изчерпване на Cr и Fe под биофилма на повърхността на 2707 HDSS (фиг. 6).Таблица 6 показва намаляването на Fe и Cr в проба D в сравнение с проба C, което показва, че разтворените Fe и Cr, причинени от биофилма на P. aeruginosa, са се запазили през първите 7 дни.Средата 2216E се използва за симулиране на морската среда.Съдържа 17700 ppm Cl-, което е сравнимо със съдържанието му в естествената морска вода.Наличието на 17700 ppm Cl- е основната причина за намаляването на Cr в 7- и 14-дневни абиотични проби, анализирани чрез XPS.В сравнение с проби от P. aeruginosa, разтварянето на Cr в абиотични проби е много по-малко поради силната устойчивост на 2707 HDSS към хлор при абиотични условия.На фиг.9 показва наличието на Cr6+ в пасивиращия филм.Може да участва в отстраняването на хром от стоманени повърхности чрез биофилми на P. aeruginosa, както е предложено от Chen и Clayton.
Поради бактериалния растеж стойностите на рН на средата преди и след култивирането са съответно 7,4 и 8,2.По този начин, под биофилма на P. aeruginosa, корозията от органични киселини е малко вероятно да допринесе за тази работа поради относително високото pH в насипната среда.рН на небиологичната контролна среда не се промени значително (от първоначално 7,4 до крайно 7,5) по време на 14-дневния тестов период.Повишаването на рН в средата за засяване след инкубация се дължи на метаболитната активност на P. aeruginosa и е установено, че има същия ефект върху рН в отсъствието на тест ленти.
Както е показано на Фигура 7, максималната дълбочина на вдлъбнатината, причинена от биофилма на P. aeruginosa, е 0,69 µm, което е много по-голямо от това на абиотичната среда (0,02 µm).Това е в съответствие с електрохимичните данни, описани по-горе.Дълбочината на вдлъбнатината от 0,69 µm е повече от десет пъти по-малка от стойността от 9,5 µm, отчетена за 2205 DSS при същите условия.Тези данни показват, че 2707 HDSS проявява по-добра устойчивост на MIC от 2205 DSS.Това не трябва да е изненадващо, тъй като 2707 HDSS има по-високи нива на Cr, които осигуряват по-продължителна пасивация, по-трудно депасивиране на P. aeruginosa и поради своята балансирана фазова структура без вредни вторични утайки, причиняващи питинг.
В заключение, MIC ями бяха открити на повърхността на 2707 HDSS в P. aeruginosa бульон в сравнение с незначителни ями в абиотичната среда.Тази работа показва, че 2707 HDSS има по-добра устойчивост на MIC от 2205 DSS, но не е напълно имунизиран срещу MIC поради биофилма на P. aeruginosa.Тези резултати помагат при избора на подходящи неръждаеми стомани и продължителността на живота за морската среда.
Купон за 2707 HDSS, предоставен от Факултета по металургия на Североизточния университет (NEU) в Шенянг, Китай.Елементният състав на 2707 HDSS е показан в таблица 1, която е анализирана от отдела за анализ и изпитване на материали на NEU.Всички проби бяха третирани за твърд разтвор при 1180°C в продължение на 1 час.Преди изпитването за корозия, 2707 HDSS с форма на монета с горна отворена повърхност от 1 cm2 беше полиран до 2000 песъчинки с шкурка от силициев карбид и след това полиран с 0,05 µm Al2O3 суспензия на прах.Страните и дъното са защитени с инертна боя.След изсушаване, пробите се промиват със стерилна дейонизирана вода и се стерилизират със 75% (v/v) етанол в продължение на 0.5 h.След това те бяха изсушени на въздух под ултравиолетова (UV) светлина за 0, 5 часа преди употреба.
Морски Pseudomonas aeruginosa щам MCCC 1A00099 е закупен от Центъра за събиране на морска култура Xiamen (MCCC), Китай.Pseudomonas aeruginosa се отглежда при аеробни условия при 37°С в колби от 250 ml и стъклени електрохимични клетки от 500 ml, като се използва течна среда Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Китай).Средата съдържа (g/l): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,022 H3BO3, 0,004 NaSiO3, 0016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 пептон, 1.0 екстракт от дрожди и 0.1 железен цитрат.Автоклавирайте при 121°C за 20 минути преди инокулацията.Пребройте сесилните и планктонните клетки с хемоцитометър под светлинен микроскоп при 400x увеличение.Първоначалната концентрация на планктон Pseudomonas aeruginosa веднага след инокулацията е приблизително 106 клетки/ml.
Електрохимичните тестове бяха проведени в класическа триелектродна стъклена клетка със среден обем от 500 ml.Платиновият лист и наситеният каломелов електрод (SAE) бяха свързани към реактора чрез капиляри на Luggin, пълни със солни мостове, които служеха съответно като противоположни и референтни електроди.За производството на работни електроди, гумирана медна жица беше прикрепена към всяка проба и покрита с епоксидна смола, оставяйки около 1 cm2 незащитена зона за работния електрод от едната страна.По време на електрохимичните измервания пробите се поставят в среда 2216E и се държат при постоянна температура на инкубация (37°C) във водна баня.OCP, LPR, EIS и данни за потенциална динамична поляризация бяха измерени с помощта на Autolab потенциостат (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).LPR тестовете бяха записани при скорост на сканиране от 0,125 mV s-1 в диапазона от -5 до 5 mV с Eocp и честота на вземане на проби от 1 Hz.EIS се извършва със синусоида в честотен диапазон от 0,01 до 10 000 Hz, като се използва приложено напрежение от 5 mV при стабилно състояние Eocp.Преди измерването на потенциала електродите бяха в режим на празен ход, докато се достигне стабилна стойност на свободния корозионен потенциал.След това поляризационните криви бяха измерени от -0.2 до 1.5 V като функция на Eocp при скорост на сканиране от 0.166 mV/s.Всеки тест се повтаря 3 пъти със и без P. aeruginosa.
Пробите за металографски анализ бяха механично полирани с мокра 2000 песъчинка SiC хартия и след това допълнително полирани с 0,05 µm Al2O3 прахова суспензия за оптично наблюдение.Металографският анализ се извършва с помощта на оптичен микроскоп.Пробите бяха ецвани с 10 тегл.% разтвор на калиев хидроксид 43.
След инкубиране, пробите се промиват 3 пъти с фосфатно буфериран физиологичен разтвор (PBS) (рН 7.4 ± 0.2) и след това се фиксират с 2.5% (v/v) глутаралдехид за 10 часа за фиксиране на биофилми.След това се дехидратира с дозиран етанол (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% и 100% обемни) преди изсушаване на въздух.Накрая върху повърхността на пробата се отлага златен филм, за да се осигури проводимост за SEM наблюдение.SEM изображенията бяха фокусирани върху петна с най-заседнали клетки на P. aeruginosa на повърхността на всяка проба.Извършете EDS анализ, за ​​да намерите химични елементи.Конфокален лазерен сканиращ микроскоп Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) беше използван за измерване на дълбочината на ямата.За да се наблюдават корозионни ями под биофилма, тестовата проба първо беше почистена в съответствие с китайския национален стандарт (CNS) GB/T4334.4-2000, за да се отстранят корозионните продукти и биофилмът от повърхността на тестовата проба.
Анализът с рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS, ESCALAB250 система за повърхностен анализ, Thermo VG, САЩ) беше извършен с помощта на монохроматичен рентгенов източник (алуминиева Kα линия с енергия от 1500 eV и мощност от 150 W) в широк диапазон от енергии на свързване 0 при стандартни условия от –1350 eV.Спектрите с висока разделителна способност бяха записани с помощта на енергия на предаване от 50 eV и стъпка от 0.2 eV.
Инкубираните проби се отстраняват и се промиват внимателно с PBS (рН 7.4 ± 0.2) за 15 s45.За да се наблюдава бактериалната жизнеспособност на биофилми върху проби, биофилмите бяха оцветени с помощта на LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Комплектът съдържа две флуоресцентни багрила: SYTO-9 зелена флуоресцентна боя и пропидиев йодид (PI) червена флуоресцентна боя.В CLSM флуоресцентните зелени и червени точки представляват съответно живи и мъртви клетки.За оцветяване, 1 ml от смес, съдържаща 3 µl SYTO-9 и 3 µl разтвор на PI, се инкубира в продължение на 20 минути при стайна температура (23°C) на тъмно.След това оцветените проби бяха изследвани при две дължини на вълната (488 nm за живи клетки и 559 nm за мъртви клетки) с помощта на апарат Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Япония).Дебелината на биофилма се измерва в режим на 3D сканиране.
Как да цитирам тази статия: Li, H. et al.Микробна корозия на супердуплексна неръждаема стомана 2707 от морски биофилм на Pseudomonas aeruginosa.науката.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Корозионно напукване на LDX 2101 дуплексна неръждаема стомана в хлоридни разтвори в присъствието на тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Корозионно напукване на LDX 2101 дуплексна неръждаема стомана в хлоридни разтвори в присъствието на тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Корозионно разтрескване под напрежение дуплексна нержавеща сталь LDX 2101 в разтвори на хлориди в присъствието на тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Корозионно напукване на дуплексна неръждаема стомана LDX 2101 в хлоридни разтвори в присъствието на тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物溶液中的应力腐蚀开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相неръждаема стомана在福代сулфат分下下南性性生于中图像剧情开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Корозионно растрескиване под напрежение дуплексна нержавеща сталь LDX 2101 в разтвор на хлорид в присъствието на тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Корозионно напукване на дуплексна неръждаема стомана LDX 2101 в хлориден разтвор в присъствието на тиосулфат.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Ефекти от топлинна обработка на разтвор и азот в защитен газ върху устойчивостта на точкова корозия на хипердуплексни заварки от неръждаема стомана. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Ефекти от топлинна обработка на разтвор и азот в защитен газ върху устойчивостта на точкова корозия на хипердуплексни заварки от неръждаема стомана.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS и Park, YS Ефект на топлинна обработка с разтвор и азот в защитен газ върху устойчивостта на точкова корозия на хипердуплексни заварки от неръждаема стомана. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS 固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗点蚀性能的影响。 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS и Park, YS Ефект на топлинна обработка с разтвор и азот в защитен газ върху устойчивостта на точкова корозия на супердуплексни заварки от неръждаема стомана.корос.науката.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Сравнително изследване в химията на микробно и електрохимично индуцирана питинг на неръждаема стомана 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Сравнително изследване в химията на микробно и електрохимично индуцирана питинг на неръждаема стомана 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. и Lewandowski, Z. Сравнително химично изследване на микробиологични и електрохимични питинги на неръждаема стомана 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究。 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. и Lewandowski, Z. Сравнително химическо изследване на микробиологична и електрохимично индуцирана питинг в неръждаема стомана 316L.корос.науката.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Електрохимичното поведение на дуплексна неръждаема стомана 2205 в алкални разтвори с различно pH в присъствието на хлорид. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Електрохимичното поведение на дуплексна неръждаема стомана 2205 в алкални разтвори с различно pH в присъствието на хлорид.Luo H., Dong KF, Lee HG и Xiao K. Електрохимично поведение на дуплексна неръждаема стомана 2205 в алкални разтвори с различно pH в присъствието на хлорид. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化学行为。 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Електрохимично поведение на неръждаема стомана 双相 в присъствието на хлорид при различно pH в алкален разтвор.Luo H., Dong KF, Lee HG и Xiao K. Електрохимично поведение на дуплексна неръждаема стомана 2205 в алкални разтвори с различно pH в присъствието на хлорид.Електрохимия.Списание.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Влиянието на морските биофилми върху корозията: кратък преглед. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Влиянието на морските биофилми върху корозията: кратък преглед.Little, BJ, Lee, JS и Ray, RI Ефекти на морските биофилми върху корозията: кратък преглед. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS и Ray, RI Ефекти на морските биофилми върху корозията: кратък преглед.Електрохимия.Списание.54, 2-7 (2008).