Hvala vam što ste posjetili Nature.com. Verzija pretraživača koju koristite ima ograničenu podršku za CSS. Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani pretraživač (ili isključite način kompatibilnosti u Internet Exploreru). U međuvremenu, kako bismo osigurali kontinuiranu podršku, prikazat ćemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
Mikrobna korozija (MIC) je ozbiljan problem u mnogim industrijama jer može uzrokovati velike ekonomske gubitke. 2707 super duplex nehrđajući čelik (2707 HDSS) se koristio u morskim sredinama zbog svoje odlične kemijske otpornosti. Međutim, njegova otpornost na MIC nije eksperimentalno dokazana. U ovoj studiji, ponašanje MIC-a 2707 maridomacina HDSS je uzrokovano od strane 2707 marinibactersee HDSS. Elektrohemijska analiza je pokazala da je u prisustvu biofilma Pseudomonas aeruginosa u medijumu 2216E došlo do pozitivne promene u potencijalu korozije i povećanja gustine struje korozije. Rentgen fotoelektronskom spektroskopijom (XPS) analiza je pokazala smanjenje sadržaja Cr na površini uzorka biofilma P je pokazala da je biofilm biofila biofilisan I analizom. m proizveo je maksimalnu dubinu jame od 0,69 μm tokom 14 dana inkubacije. Iako je ovo malo, to ukazuje da 2707 HDSS nije u potpunosti imun na MIC biofilma P. aeruginosa.
Dupleksni nerđajući čelici (DSS) se široko koriste u raznim industrijama zbog svoje idealne kombinacije odličnih mehaničkih svojstava i otpornosti na koroziju1,2.Međutim, i dalje se javlja lokalizovana rupica koja utiče na integritet ovog čelika3,4.DSS nije otporna na mikrobnu koroziju (MIC)5,6.Unatoč širokom spektru primjena DSS-a na koroziju još uvijek nije dovoljna dugotrajna upotreba DSS-a. potrebni su skuplji materijali s većom otpornošću na koroziju. Jeon et al7 su otkrili da čak i super dupleks nehrđajući čelici (SDSS) imaju neka ograničenja u pogledu otpornosti na koroziju. Stoga su u nekim primjenama potrebni super duplex nehrđajući čelici (HDSS) s većom otpornošću na koroziju. To je dovelo do razvoja visoko legiranih HDSS.
Otpornost DSS na koroziju zavisi od omjera alfa i gama faza i Cr, Mo i W osiromašenih regiona 8, 9, 10 u susjedstvu druge faze. HDSS sadrži visok sadržaj Cr, Mo i N11, tako da ima odličnu otpornost na koroziju i visoku vrijednost (45-50) Otpornost na piting Ekvivalentni broj (wt3w. +3%) Cr (wt3. +3%). t% W) + 16 wt% N12. Njegova izvrsna otpornost na koroziju se oslanja na uravnotežen sastav koji sadrži približno 50% feritnih (α) i 50% austenitnih (γ) faza, HDSS ima bolja mehanička svojstva i veću otpornost od konvencionalnog DSS13.Svojstva korozije hlorida. Poboljšana otpornost na koroziju proširuje upotrebu HDSS-a u korozivnijim hloridnim okruženjima, kao što su morska okruženja.
MIC su glavni problem u mnogim industrijama kao što su nafta, gas i vodovod.14.MIC čini 20% svih oštećenja od korozije15.MIC je bioelektrohemijska korozija koja se može posmatrati u mnogim okruženjima.Biofilmovi koji se formiraju na metalnim površinama menjaju elektrohemijske uslove, čime utiču na proces korozije izazvane mikroorganskim korozijama. metali za dobijanje održive energije za preživljavanje17. Nedavne MIC studije su pokazale da je EET (ekstracelularni prijenos elektrona) faktor koji ograničava brzinu u MIC-u izazvan elektrogenim mikroorganizmima.Zhang et al.18 su pokazali da elektronski posrednici ubrzavaju prijenos elektrona između Desulfovibrio sessificans ćelija i nehrđajućeg čelika 304, što dovodi do ozbiljnijeg MIC napada.Enning et al.19 i Venzlaff et al.20 pokazalo je da biofilmi korozivnih sulfat-reducirajućih bakterija (SRB) mogu direktno apsorbirati elektrone iz metalnih supstrata, što rezultira ozbiljnom korozijom u obliku jamica.
Poznato je da je DSS podložan MIC u sredinama koje sadrže SRB, bakterije koje redukuju gvožđe (IRB) itd. 21. Ove bakterije uzrokuju lokalizovane rupice na DSS površinama ispod biofilma22,23. Za razliku od DSS-a, MIC HDSS24 je slabo poznat.
Pseudomonas aeruginosa je gram-negativna pokretna bakterija u obliku štapića koja je široko rasprostranjena u prirodi25. Pseudomonas aeruginosa je također glavna mikrobna grupa u morskom okolišu, uzrokujući MIC do čelika. Pseudomonas je usko uključen u procese korozije i prepoznat je kao pionir biofila et al.hat al.28 i Yuan et al.29 pokazalo je da Pseudomonas aeruginosa ima tendenciju povećanja stope korozije mekog čelika i legura u vodenim sredinama.
Glavni cilj ovog rada bio je istražiti MIC svojstva 2707 HDSS uzrokovane morskom aerobnom bakterijom Pseudomonas aeruginosa koristeći elektrohemijske metode, površinske analitičke tehnike i analizu proizvoda korozije. izvršena je analiza MIC ponašanja 2707 HDSS. Analiza energetskog disperzivnog spektrometra (EDS) je izvršena kako bi se pronašli kemijski elementi na korodiranoj površini. Osim toga, analiza rendgenske fotoelektronske spektroskopije (XPS) korištena je za određivanje stabilnosti pasivizacije oksidnog filma pod utjecajem morskog okruženja koji sadrži lasersku mjeru dubine pod mikroskopom Pseudomosa. CLSM).
U tabeli 1 dat je hemijski sastav 2707 HDSS. Tabela 2 pokazuje da 2707 HDSS ima odlične mehaničke osobine sa granom tečenja od 650 MPa. Na slici 1 prikazana je optička mikrostruktura rastvorom termički obrađenog 2707 HDSS. Izdužene trake austenitne i feritne faze bez sekundarnih faza može se videti oko mikrostrukture 5% austenita i oko 5% austenita može se videti 0% .
Slika 2a prikazuje potencijal otvorenog kruga (Eocp) u odnosu na podatke o vremenu ekspozicije za 2707 HDSS u abiotskom mediju 2216E i bujonu P. aeruginosa tokom 14 dana na 37 °C. Pokazuje da se najveća i značajna promjena Eocp događa unutar prva 24 sata. Vrijednosti Eocp u oba slučaja su dostigle vrhunac oko - 15 m CE. ly, dostižući -477 mV (u odnosu na SCE) i -236 mV (u odnosu na SCE) za abiotički uzorak i P, respektivno).Kuponi za Pseudomonas aeruginosa, respektivno. Nakon 24 sata, vrijednost Eocp od 2707 HDSS za P. aeruginosa bila je relativno stabilna na -228 mV (u odnosu na SCE), dok je odgovarajuća vrijednost za nebiološke uzorke bila približno -442 mV (u odnosu na SCE u prisutnosti. Eocp).
Elektrohemijsko ispitivanje 2707 HDSS uzoraka u abiotskom mediju i bujonu Pseudomonas aeruginosa na 37 °C:
(a) Eocp kao funkcija vremena ekspozicije, (b) krive polarizacije 14. dana, (c) Rp kao funkcija vremena ekspozicije i (d) icorr kao funkcija vremena ekspozicije.
U tabeli 3 navedene su vrijednosti parametara elektrohemijske korozije za 2707 HDSS uzoraka izloženih abiotskom mediju i mediju inokulisanom Pseudomonas aeruginosa tokom 14 dana. Tangente anodne i katodne krivulje su ekstrapolirane da bi se došlo do raskrsnica koje daju korozionu struju gustinu i korozionu koroziju (potencijal korozione korozije) βc) prema standardnim metodama30,31.
Kao što je prikazano na slici 2b, pomak krivulje P. aeruginosa naviše je rezultirao povećanjem Ecorr u odnosu na abiotičku krivulju. Vrijednost icorr, koja je proporcionalna brzini korozije, porasla je na 0,328 μA cm-2 u uzorku Pseudomonas aeruginosa, četiri puta više od nebiološkog uzorka cm-0.087).
LPR je klasična nedestruktivna elektrohemijska metoda za brzu analizu korozije. Također je korištena za proučavanje MIC32. Slika 2c prikazuje otpor polarizacije (Rp) kao funkciju vremena ekspozicije. Veća vrijednost Rp znači manju koroziju. U prva 24 sata, Rp od 2707 HDSS je dostigao maksimalnu vrijednost od 2707 HDSS i dostigao je maksimalnu vrijednost kbio cm2 Ω25 za cm 29 Uzorci Pseudomonas aeruginosa. Slika 2c također pokazuje da se vrijednost Rp brzo smanjila nakon jednog dana, a zatim ostala relativno nepromijenjena sljedećih 13 dana. Vrijednost Rp uzorka Pseudomonas aeruginosa je oko 40 kΩ cm2, što je mnogo niže od vrijednosti nebiološkog uzorka od 450 kΩ cm2.
Vrijednost icorr je proporcionalna uniformnoj brzini korozije. Njena vrijednost se može izračunati iz sljedeće Stern-Gearyjeve jednačine,
Prateći Zou et al.33, tipična vrijednost Tafel nagiba B u ovom radu je pretpostavljena da iznosi 26 mV/dec. Slika 2d pokazuje da je icorr nebiološkog uzorka 2707 ostao relativno stabilan, dok je uzorak P. aeruginosa jako fluktuirao nakon prva 24 sata. Ove icorr a vrijednosti su bile veće vrijednosti u kontrolnom redu nebiološkog uzorka P. aeruginosa od nebiološkog uzorka. trend je u skladu sa rezultatima polarizacionog otpora.
EIS je još jedna nedestruktivna tehnika koja se koristi za karakterizaciju elektrokemijskih reakcija na korodiranim sučeljima. Spektri impedancije i izračunate vrijednosti kapacitivnosti uzoraka izloženih abiotskom mediju i otopini Pseudomonas aeruginosa, Rb otpor pasivnog filma/biofilma formiranog na površini uzorka, Rct otpornost na prijenos naboja i dvostruki sloj elementa naboja, CPE (Capt otpornost naelektričnog elementa L, C PE) PE) parametri. Ovi parametri su dalje analizirani prilagođavanjem podataka korištenjem modela ekvivalentnog kola (EEC).
Slika 3 prikazuje tipične Nyquistove dijagrame (a i b) i Bodeove dijagrame (a' i b') od 2707 HDSS uzoraka u abiotskom mediju i bujonu P. aeruginosa za različita vremena inkubacije. Prečnik Nyquistovog prstena se smanjuje u prisustvu Pseudomonas aeruginosa. na vremenskoj konstanti relaksacije može se obezbediti faznim maksimumima. Slika 4 prikazuje jednoslojne (a) i dvoslojne (b) fizičke strukture i njihove odgovarajuće EEC.
Dva fizička modela i odgovarajuća ekvivalentna kola za uklapanje spektra impedancije 2707 HDSS uzorka:
gdje je Y0 veličina CPE, j je imaginarni broj ili (-1)1/2, ω je ugaona frekvencija, a n je indeks snage CPE manji od jedinice35. Inverzna vrijednost otpora prijenosa naboja (tj. 1/Rct) odgovara brzini korozije. Manji Rct znači bržu stopu korozije dana od P,uffomoact217. aeruginosa uzorci su dostigli 32 kΩ cm2, mnogo manje od 489 kΩ cm2 nebioloških uzoraka (tabela 4).
CLSM slike i SEM slike na slici 5 jasno pokazuju da je pokrivenost biofilmom na površini uzorka 2707 HDSS nakon 7 dana gusta. Međutim, nakon 14 dana pokrivenost biofilmom je bila rijetka i pojavile su se neke mrtve ćelije. Tabela 5 prikazuje debljinu biofilma na 2707 dana. debljina filma se promijenila sa 23,4 μm nakon 7 dana na 18,9 μm nakon 14 dana. Prosječna debljina biofilma je također potvrdila ovaj trend. Smanjivala se sa 22,2 ± 0,7 μm nakon 7 dana na 17,8 ± 1,0 μm nakon 14 dana.
(a) 3-D CLSM slika nakon 7 dana, (b) 3-D CLSM slika nakon 14 dana, (c) SEM slika nakon 7 dana i (d) SEM slika nakon 14 dana.
EDS je otkrio hemijske elemente u biofilmovima i korozionim proizvodima na uzorcima izloženim P. aeruginosa tokom 14 dana. Slika 6 pokazuje da je sadržaj C, N, O i P u biofilmovima i korozijskim proizvodima mnogo veći nego u golim metalima, jer su ovi elementi povezani sa biofilmovima i njihovim metabolitima. na površini uzoraka ukazuju da je metalna matrica izgubila elemente uslijed korozije.
Nakon 14 dana, uočena je rupica sa i bez P. aeruginosa u mediju 2216E. Prije inkubacije, površina uzorka je bila glatka i bez defekata (slika 7a). Nakon inkubacije i uklanjanja biofilma i produkata korozije, najdublje rupice na površini uzoraka su pregledane na CL, b kao što je prikazano pod površinom c. nebiološki kontrolni uzorci (maksimalna dubina jame 0,02 μm). Maksimalna dubina jame uzrokovana Pseudomonas aeruginosa bila je 0,52 μm nakon 7 dana i 0,69 μm nakon 14 dana, na osnovu prosječne maksimalne dubine jame od 3 uzorka (10 maksimalnih vrijednosti dubine jame i 10 maksimalnih vrijednosti dubine jame i 10 maksimalnih vrijednosti dubine jame i ±2 μm) je odabrano za svaki uzorak ±2.0 ±2.0 m. 0,15 μm, respektivno (tabela 5). Ove vrijednosti dubine jame su male, ali važne.
(a) Prije izlaganja, (b) 14 dana u abiotskoj podlozi i (c) 14 dana u bujonu Pseudomonas aeruginosa.
Slika 8 prikazuje XPS spektre različitih površina uzorka, a hemijski sastavi analizirani za svaku površinu sumirani su u tabeli 6. U tabeli 6, atomski procenti Fe i Cr u prisustvu P. aeruginosa (uzorci A i B) bili su mnogo niži od onih nebioloških kontrolnih uzoraka (uzorci C i D). četiri vršne komponente sa vrijednostima energije vezivanja (BE) od 574,4, 576,6, 578,3 i 586,8 eV, koje se mogu pripisati Cr, Cr2O3, CrO3 i Cr(OH)3, redom (sl. 9a i b). Za nebiološke uzorke, Cr-level pespectrum za Cr-level 5p sadrži dva glavna pespekta 2p. BE) i Cr2O3 (575,90 eV za BE) na sl. 9c i d, respektivno. Najupečatljivija razlika između abiotskih i P. aeruginosa uzoraka je prisustvo Cr6+ i veće relativne frakcije Cr(OH)3 (BE od 586,8 eV) ispod biofilma.
Široki XPS spektri površine 2707 HDSS uzorka u dva medija su 7 dana, odnosno 14 dana.
(a) 7 dana izloženosti P. aeruginosa, (b) 14 dana izloženosti P. aeruginosa, (c) 7 dana u abiotskoj podlozi i (d) 14 dana u abiotičkoj sredini.
HDSS pokazuje visok nivo otpornosti na koroziju u većini okruženja.Kim et al.2 navodi da je UNS S32707 HDSS definiran kao visoko legirani DSS sa PREN većim od 45. PREN vrijednost uzorka 2707 HDSS u ovom radu bila je 49. To je zbog njegovog visokog sadržaja hroma i visokih nivoa molibdena i Ni, koji su korisni u mikrokiselinskom i visokoklorativnom sastavu, korisni su za mikrokiselinske i visoko-defektne sastave. strukturnu stabilnost i otpornost na koroziju. Međutim, uprkos odličnoj hemijskoj otpornosti, eksperimentalni podaci u ovom radu sugerišu da 2707 HDSS nije u potpunosti imun na MIC biofilma P. aeruginosa.
Elektrohemijski rezultati su pokazali da je stopa korozije 2707 HDSS u bujonu P. aeruginosa značajno povećana nakon 14 dana u poređenju sa nebiološkom podlogom. Na slici 2a, uočeno je smanjenje Eocp i u abiotskom mediju iu bujonu P. aeruginosa tokom prva 24 sata. Nakon toga, relativna površina Eocp6 postaje potpuna relativna površina za pokrivanje. .Međutim, nivo biološkog Eocp je bio mnogo veći od onog nebiološkog Eocp. Postoji razlog za vjerovanje da je ova razlika uzrokovana formiranjem biofilma P. aeruginosa. Na slici 2d, u prisustvu P. aeruginosa, vrijednost icorr od 2707 HDSS dostigla je 0,627 μA, što je bila μA 6 kontrolnog reda većeg reda od 0,6 μA cm-0. A cm-2), što je bilo u skladu s Rct vrijednošću izmjerenom EIS-om. Tokom prvih nekoliko dana, vrijednosti impedancije u bujonu P. aeruginosa su porasle zbog vezivanja stanica P. aeruginosa i stvaranja biofilma. Međutim, kada biofilm u potpunosti pokrije površinu uzorka, impedancija se smanjuje. otpornost na koroziju s vremenom je opadala, a vezanje P. aeruginosa uzrokovalo je lokaliziranu koroziju. Trendovi u abiotičkim podlogama bili su različiti. Otpornost na koroziju nebiološke kontrole bila je mnogo veća od odgovarajuće vrijednosti uzoraka izloženih bujonu P. aeruginosa. Nadalje, za abiotičke uzorke, Rct vrijednost je dostizala HDSS14 puta na dan 14 cm 207. Rct vrijednost (32 kΩ cm2) u prisustvu P. aeruginosa. Stoga, 2707 HDSS ima odličnu otpornost na koroziju u sterilnom okruženju, ali nije otporan na MIC napad biofilmova P. aeruginosa.
Ovi rezultati se također mogu uočiti iz krivulja polarizacije na slici 2b. Anodno grananje je pripisano formiranju biofilma Pseudomonas aeruginosa i reakcijama oksidacije metala. U isto vrijeme katodna reakcija je redukcija kisika. Prisustvo P. aeruginosa je uvelike povećalo korozionu struju koja ukazuje na gustinu struje korozije a približno je veći od gustine P. bioufila. m povećava lokaliziranu koroziju 2707 HDSS. Yuan et al29 su otkrili da se gustoća struje korozije legure 70/30 Cu-Ni povećala pod izazovom biofilma P. aeruginosa. Ovo može biti posljedica biokatalize redukcije kisika od strane Pseudomonas aeruginosa. Ovo opažanje HD-a također može objasniti 707 rad biofilma HD. imaju manje kisika ispod sebe. Stoga, neuspjeh da se metalna površina ponovo pasivira kisikom može biti faktor koji doprinosi MIC-u u ovom radu.
Dickinson et al.38 sugerira da na stope kemijskih i elektrokemijskih reakcija mogu direktno utjecati metabolička aktivnost sjedećih bakterija na površini uzorka i priroda produkata korozije. Kao što je prikazano na slici 5 i tablici 5, i broj ćelija i debljina biofilma smanjili su se nakon 14 dana. Ovo se može razumno objasniti da je većina od nutrijenata na površini od 14 dana sjedenja72 dana nakon sjedenja na površini. iscrpljivanje u mediju 2216E ili oslobađanje toksičnih metalnih jona iz 2707 HDSS matrice. Ovo je ograničenje serijskih eksperimenata.
U ovom radu, biofilm P. aeruginosa je potaknuo lokalno iscrpljivanje Cr i Fe ispod biofilma na površini 2707 HDSS (Slika 6). U tabeli 6, smanjenje Fe i Cr u uzorku D u poređenju sa uzorkom C, što ukazuje da otopljeni Fe i Cr uzrokovani biofilmom P. aeruginosa zadržavaju se nakon simultanog okruženja E22. 17700 ppm Cl-, što je uporedivo sa onim pronađenim u prirodnoj morskoj vodi. Prisustvo 17700 ppm Cl- bilo je glavni razlog za smanjenje Cr u 7- i 14-dnevnim abiotičkim uzorcima analiziranim XPS-om. U poređenju sa uzorcima P. aeruginosa, otapanje Cr u uzorcima HD2 na abiotičku70 je mnogo manju zbog jake abiotičke otpornosti. s. Slika 9 pokazuje prisustvo Cr6+ u pasivacionom filmu. On može biti uključen u uklanjanje Cr sa čeličnih površina biofilmima P. aeruginosa, kao što su predložili Chen i Clayton.
Zbog rasta bakterija, pH vrijednosti podloge prije i nakon kultivacije bile su 7,4 odnosno 8,2. Prema tome, ispod biofilma P. aeruginosa, malo je vjerovatno da će korozija organske kiseline biti faktor koji doprinosi ovom radu zbog relativno visokog pH u rasutom mediju. pH nebiološke kontrolne podloge nije se značajno promijenio tokom početne kontrolne podloge sa 7 na 4.4 fr. -dnevni testni period. Povećanje pH u medijumu za inokulaciju nakon inkubacije je posledica metaboličke aktivnosti P. aeruginosa i utvrđeno je da ima isti efekat na pH u odsustvu test traka.
Kao što je prikazano na slici 7, maksimalna dubina jame uzrokovana biofilmom P. aeruginosa bila je 0,69 μm, što je bilo mnogo veće od dubina abiotičkog medija (0,02 μm). Ovo je u skladu sa gore opisanim elektrokemijskim podacima. Dubina jame od 0,69 μm je više od deset puta manja od prijavljenih podataka od 9,5 μm50 za 5 SS20. 07 HDSS pokazuje bolju MIC otpornost u odnosu na 2205 DSS. Ovo ne treba da čudi, jer 2707 HDSS ima veći sadržaj hroma, pružajući dugotrajniju pasivaciju, zbog uravnotežene fazne strukture bez štetnih sekundarnih taloga, što otežava depasivaciju P. aeruginosa i pomračenje početnih tačaka.
Zaključno, MIC rupica je pronađena na površini 2707 HDSS u bujonu P. aeruginosa u poređenju sa zanemarljivom rupicom u abiotskom mediju. Ovaj rad pokazuje da 2707 HDSS ima bolju MIC otpornost od 2205 DSS, ali nije u potpunosti imun na MIC zbog P. aeruginosa biofilma koji je pogodan za upotrebu i procjenu životnog vijeka čelika bez upotrebe u okolini.
Kupon za 2707 HDSS obezbjeđuje Metalurški fakultet Univerziteta Northeastern (NEU) u Shenyangu, Kina. Elementarni sastav 2707 HDSS prikazan je u Tabeli 1, koju je analiziralo Odjeljenje za analizu i ispitivanje materijala NEU. Svi uzorci su tretirani rastvorom na 1180 °C ili HDSS pri testu od 1180 °C ili 1 sat. Postavljena površina od 1 cm2 je polirana do 2000 grit papirom od silicijum karbida i dalje polirana suspenzijom praha Al2O3 od 0,05 μm. Bočne strane i dno su zaštićene inertnom bojom. Nakon sušenja uzorci su isprani sterilnom dejonizovanom vodom i sterilisani sa 75% ultravioletom. UV) svjetlo 0,5 sati prije upotrebe.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 soj nabavljen je od Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Kina. Pseudomonas aeruginosa je uzgajana aerobno na 37°C u tikvicama od 250 ml i 500 ml elektrohemijske staklene ćelije, koristeći Marine Coope. o, Kina).Srednji (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, 0,034 SrCl2, 0,08 SrCl2, 0,08 SrCl2, 0,08 Na2S30302 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 peptona, 1,0 ekstrakta kvasca i 0,1 feri citrata. Autoklavirajte na 121°C 20 minuta prije inokulacije. Prebrojite sjedeće i planktonske ćelije pod početnom koncentracijom mikrocitoskopa P40 na početnoj koncentraciji od 0,40 mg. seudomonas aeruginosa odmah nakon inokulacije iznosio je približno 106 ćelija/ml.
Elektrohemijska ispitivanja obavljena su u klasičnoj troelektrodnoj staklenoj ćeliji srednje zapremine 500 ml. Platinasti lim i zasićena kalomel elektroda (SCE) su spojeni na reaktor preko Lugginovih kapilara ispunjenih slanim mostovima, služeći kao kontra, odnosno referentna elektroda. Da bi radna elektroda bila kodirana na žičanom sloju, a svaka od gumenih elektroda je pričvršćena za spec. , ostavljajući oko 1 cm2 izložene jednostrane površine za radnu elektrodu. Tokom elektrohemijskih merenja, uzorci su stavljeni u medijum 2216E i održavani na konstantnoj temperaturi inkubacije (37 °C) u vodenom kupatilu. OCP, LPR, EIS i podaci o potencijalnoj dinamičkoj polarizaciji su izmereni pomoću Autolab potenciostata za potenciostat, Inc. brzina skeniranja od 0,125 mV s-1 u rasponu od -5 i 5 mV sa Eocp i frekvencijom uzorkovanja od 1 Hz. EIS je izveden sa sinusnim valom u frekvencijskom opsegu od 0,01 do 10 000 Hz koristeći primijenjen napon od 5 mV u stacionarnom stanju Eocp. Prije nego što je potencijalna vrijednost sweep-a bila otvorena, dok je potencijalna vrijednost sweep-a bila otvorena. Polarizacione krive su zatim izvedene od -0,2 do 1,5 V u odnosu na Eocp pri brzini skeniranja od 0,166 mV/s. Svaki test je ponovljen 3 puta sa i bez P. aeruginosa.
Uzorci za metalografsku analizu su mehanički polirani vlažnim SiC papirom granulacije 2000, a zatim dodatno polirani suspenzijom praha Al2O3 od 0,05 μm za optičko posmatranje. Metalografska analiza je izvršena pomoću optičkog mikroskopa. Uzorci su nagrizani sa 10 tež.% rastvora kalijum hidroksida 43.
Nakon inkubacije, uzorci su isprani 3 puta sa fosfatnim puferom (PBS) rastvorom (pH 7,4 ± 0,2) i zatim fiksirani sa 2,5% (v/v) glutaraldehidom tokom 10 sati da bi se fiksirali biofilmi. Naknadno je dehidriran sa stepenastim nizom (507%, 09% i 8%) /v) etanola prije sušenja na zraku. Konačno, površina uzorka je poprskana zlatnim filmom kako bi se osigurala provodljivost za SEM posmatranje. SEM slike su fokusirane na mjesta s najsjedećijim ćelijama P. aeruginosa na površini svakog uzorka. Izvršite EDS analizu da biste pronašli hemijske elemente. dubina jame. Da bi se uočile korozijske jame ispod biofilma, test komad je prvo očišćen prema Kineskom nacionalnom standardu (CNS) GB/T4334.4-2000 da bi se uklonili proizvodi korozije i biofilm na površini uzorka.
Rentgenska fotoelektronska spektroskopija (XPS, ESCALAB250 sistem površinske analize, Thermo VG, SAD) analiza je izvedena korišćenjem monohromatskog izvora rendgenskih zraka (aluminijumska Kα linija na 1500 eV energije i 150 W snage) u širokom opsegu rekordne energije vezivanja 0 u standardnim uslovima –1350 eV eV. V veličina koraka.
Inkubirani uzorci su uklonjeni i lagano ispirani sa PBS (pH 7,4 ± 0,2) tokom 15 s45. Da bi se posmatrala bakterijska održivost biofilma na uzorcima, biofilmovi su obojeni pomoću LIVE/DEAD BacLight BacLight BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugenecent fluorescent two, fluorescent two, fluorescent, USA). SYTO-9 boja i crvena fluorescentna propidijum jodidna (PI) boja. Pod CLSM, tačke sa fluorescentno zelenom i crvenom predstavljaju žive i mrtve ćelije, respektivno. Za bojenje, 1 ml mješavine koja sadrži 3 μl SYTO-9 i 3 μl PI rastvora je inkubirana 20 μl PI rastvora je inkubirana 20 μl PI rastvora je inkubirana 20 μl na sobnoj temperaturi. na dve talasne dužine (488 nm za žive ćelije i 559 nm za mrtve ćelije) korišćenjem Nikon CLSM mašine (C2 Plus, Nikon, Japan). Debljina biofilma je merena u 3-D režimu skeniranja.
Kako citirati ovaj članak: Li, H. et al. Mikrobna korozija 2707 super duplex nehrđajućeg čelika od strane morske Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Pucanje od korozije LDX 2101 dupleks nerđajućeg čelika u rastvoru hlorida u prisustvu tiosulfata.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Utjecaj termičke obrade otopine i dušika u zaštitnom plinu na otpornost na koroziju na točku koroziju zavarenih spojeva od super dupleks nerđajućeg čelika.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Komparativna hemijska studija mikrobne i elektrohemijski izazvane piting korozije u nerđajućem čeliku 316L.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Elektrohemijsko ponašanje 2205 duplex nerđajućeg čelika u alkalnim rastvorima različitog pH u prisustvu hlorida.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Efekat morskih biofilma na koroziju: sažet pregled.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).