Děkujeme, že jste navštívili Nature.com. Verze prohlížeče, kterou používáte, má omezenou podporu pro CSS. Abyste dosáhli co nejlepšího zážitku, doporučujeme vám používat aktualizovaný prohlížeč (nebo vypnout režim kompatibility v Internet Exploreru). Abychom zajistili nepřetržitou podporu, budeme web mezitím zobrazovat bez stylů a JavaScriptu.
Mikrobiální koroze (MIC) je vážným problémem v mnoha průmyslových odvětvích, protože může způsobit obrovské ekonomické ztráty. 2707 super duplexní nerezová ocel (2707 HDSS) byla používána v mořském prostředí díky své vynikající chemické odolnosti. Její odolnost vůči MIC však nebyla experimentálně prokázána. V této studii bylo chování MIC 2707 HDSS způsobené mořskou aerobní inseuginní bakteriózou P prokázáno, že přítomnost mořské aerobní ineuginní bakterie P Biofilm Pseudomonas aeruginosa v médiu 2216E, došlo k pozitivní změně korozního potenciálu a ke zvýšení hustoty korozního proudu. Analýza rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS) prokázala pokles obsahu Cr na povrchu vzorku pod biofilmem. Zobrazovací analýza jamek ukázala, že P. aerugin produkoval maximální hloubku 1604 μm jamku během 19 dnů I když je to malé, naznačuje to, že 2707 HDSS není plně imunní vůči MIC biofilmů P. aeruginosa.
Duplexní nerezové oceli (DSS) jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích pro svou ideální kombinaci vynikajících mechanických vlastností a odolnosti proti korozi1,2.Přesto však dochází k lokalizované důlkové korozi, která ovlivňuje celistvost této oceli3,4.DSS není odolný vůči mikrobiální korozi (MIC)5,6.Navzdory širokému spektru aplikací DSS stále existují prostředí, kde se korozní odolnost pro dlouhodobou odolnost DSS nepožaduje pro použití s ​​vyšší korozní odolností7. že i superduplexní nerezové oceli (SDSS) mají určitá omezení z hlediska odolnosti proti korozi.Proto jsou v některých aplikacích vyžadovány superduplexní nerezové oceli (HDSS) s vyšší odolností proti korozi.To vedlo k vývoji vysoce legovaných HDSS.
Korozní odolnost DSS závisí na poměru alfa a gama fází a oblastí ochuzených Cr, Mo a W 8, 9, 10 sousedících s druhou fází. HDSS obsahuje vysoký obsah Cr, Mo a N11, má tedy vynikající odolnost proti korozi a vysokou hodnotu (45-50) Odolnost proti důlkové korozi (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (Wt + 3 % hm. % hm. % hm. % hm. % Mo. 6 % hmotn. N12. Jeho vynikající korozní odolnost se opírá o vyvážené složení obsahující přibližně 50 % feritových (α) a 50 % austenitových (γ) fází, HDSS má lepší mechanické vlastnosti a vyšší odolnost než konvenční DSS13.Vlastnosti chloridové koroze. Zlepšená odolnost proti korozi rozšiřuje použití HDSS v korozívnějších chloridových prostředích, jako je mořské prostředí.
MIC jsou hlavním problémem v mnoha průmyslových odvětvích, jako jsou ropné a plynárenské a vodohospodářské podniky14.MIC tvoří 20 % všech korozních poškození15.MIC je bioelektrochemická koroze, kterou lze pozorovat v mnoha prostředích. Biofilmy, které se tvoří na kovových površích, mění elektrochemické podmínky, a tím ovlivňují proces koroze. Obecně se má za to, že koroze MIC je způsobena mikrokorozí, která přežívá mikroorganismy. Studie MIC ukázaly, že EET (extracelulární přenos elektronů) je faktorem omezujícím rychlost MIC indukovaného elektrogenními mikroorganismy. Zhang et al.18 prokázal, že elektronové mediátory urychlují přenos elektronů mezi články Desulfovibrio sessificans a nerezovou ocelí 304, což vede k závažnějšímu útoku MIC. Enning et al.19 a Venzlaff a kol.20 ukázal, že korozní biofilmy bakterií redukujících sírany (SRB) mohou přímo absorbovat elektrony z kovových substrátů, což má za následek těžkou důlkovou korozi.
Je známo, že DSS jsou citlivé na MIC v prostředích obsahujících SRB, bakterie redukující železo (IRB) atd. 21. Tyto bakterie způsobují lokalizované důlky na površích DSS pod biofilmy22,23. Na rozdíl od DSS je MIC u HDSS24 málo znám.
Pseudomonas aeruginosa je gramnegativní pohyblivá tyčinkovitá bakterie, která je široce rozšířena v přírodě25. Pseudomonas aeruginosa je také hlavní mikrobiální skupinou v mořském prostředí, která způsobuje MIC oceli. Pseudomonas se úzce podílí na korozních procesech a je uznáván jako průkopník kolonizátorů při tvorbě biofilmu. Mahat et.28 a Yuan a kol.29 prokázal, že Pseudomonas aeruginosa má tendenci zvyšovat rychlost koroze měkké oceli a slitin ve vodném prostředí.
Hlavním cílem této práce bylo prozkoumat MIC vlastnosti 2707 HDSS způsobené mořskou aerobní bakterií Pseudomonas aeruginosa pomocí elektrochemických metod, povrchových analytických technik a analýzy korozních produktů. Byly provedeny elektrochemické studie včetně potenciálu otevřeného okruhu (OCP), lineárního polarizačního odporu (LPR), elektrochemické impedance spektroskopie 2 a chování M07 dynamického potenciálu HD07 Byla provedena analýza SS.Energy disperzní spektrometr (EDS) za účelem nalezení chemických prvků na zkorodovaném povrchu. Kromě toho byla použita analýza rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS) ke stanovení stability pasivace oxidového filmu pod vlivem mořského prostředí obsahujícího Pseudomonas aeruginosa. Hloubka důlku byla měřena pod mikroskopem (konfokální skenovací laser).
Tabulka 1 uvádí chemické složení 2707 HDSS. Tabulka 2 ukazuje, že 2707 HDSS má vynikající mechanické vlastnosti s mezí kluzu 650 MPa. Obrázek 1 ukazuje optickou mikrostrukturu roztokem tepelně zpracovaného 2707 HDSS. Protáhlé pásy austenitových a feritových fází bez sekundárních fází lze vidět v mikrostruktuře obsahující asi 50 % austenitu a feritu.
Obrázek 2a ukazuje potenciál otevřeného okruhu (Eocp) versus data doby expozice pro 2707 HDSS v abiotickém médiu 2216E a bujónu P. aeruginosa po dobu 14 dnů při 37 °C. Ukazuje, že největší a významná změna v Eocp nastává během prvních 24 hodin. Hodnoty Eocp v obou případech dosáhly vrcholu při -45 s. SCEV a pak prudce klesly kolem -145 SCEV mV (vs. SCE) a -236 mV (vs. SCE) pro abiotický vzorek a P, v daném pořadí).Po 24 hodinách byla hodnota Eocp 2707 HDSS pro P. aeruginosa relativně stabilní při -228 mV (vs. SCE), zatímco odpovídající hodnota pro nebiologické vzorky byla přibližně -442 mV (vs. SCE). Eocp. aeru byla v přítomnosti Po.
Elektrochemické testování 2707 vzorků HDSS v abiotickém médiu a bujónu Pseudomonas aeruginosa při 37 °C:
(a) Eocp jako funkce doby expozice, (b) polarizační křivky v den 14, (c) Rp jako funkce doby expozice a (d) icorr jako funkce doby expozice.
Tabulka 3 uvádí hodnoty parametrů elektrochemické koroze 2707 vzorků HDSS vystavených abiotickému médiu a médiu inokulovanému Pseudomonas aeruginosa po dobu 14 dnů. Tečny anodické a katodické křivky byly extrapolovány, aby se dospělo k průsečíkům poskytujícím hustotu korozního proudu (icorr), korozní potenciál (Ecorr) a standardních metod Tafel a 3β3β3 β3β3.
Jak je znázorněno na obrázku 2b, posun křivky P. aeruginosa směrem nahoru vedl ke zvýšení Ecorr ve srovnání s abiotickou křivkou. Hodnota icorr, která je úměrná rychlosti koroze, se ve vzorku Pseudomonas aeruginosa zvýšila na 0,328 μA cm-2, což je čtyřikrát více než u nebiologického vzorku (0,087 μA cm2).
LPR je klasická nedestruktivní elektrochemická metoda pro rychlou korozní analýzu. Byla také použita ke studiu MIC32. Obrázek 2c ukazuje polarizační odpor (Rp) jako funkci expozičního času. Vyšší hodnota Rp znamená méně koroze. Během prvních 24 hodin dosáhl Rp 2707 HDSS maximální hodnoty 1955 kΩ agin9 kΩ agin9 kΩ2 pro aginu4kΩ abiotické vzorky vzorků. Obrázek 2c také ukazuje, že hodnota Rp se po jednom dni rychle snížila a poté zůstala relativně nezměněna dalších 13 dní. Hodnota Rp vzorku Pseudomonas aeruginosa je asi 40 kΩ cm2, což je mnohem nižší než hodnota 450 kΩ cm2 nebiologického vzorku.
Hodnota icorr je úměrná jednotné rychlosti koroze. Její hodnotu lze vypočítat z následující Stern-Gearyho rovnice,
Po Zou a kol.33, typická hodnota Tafelova sklonu B v této práci byla předpokládána jako 26 mV/dec. Obrázek 2d ukazuje, že icorr nebiologického vzorku 2707 zůstal relativně stabilní, zatímco vzorek P. aeruginosa po prvních 24 hodinách značně kolísal. Hodnoty icorr. .
EIS je další nedestruktivní technika používaná k charakterizaci elektrochemických reakcí na zkorodovaných rozhraních. Impedanční spektra a vypočtené kapacitní hodnoty vzorků exponovaných abiotickým médiím a roztoku Pseudomonas aeruginosa, Rb odpor pasivního filmu/biofilmu vytvořeného na povrchu vzorku, Rct přenosový odpor náboje, parametry Ctdlse (elektrická dvouvrstvá PECPE) parametry CPECPE dále analyzována proložením dat pomocí modelu ekvivalentního obvodu (EEC).
Obrázek 3 ukazuje typické Nyquistovy grafy (a a b) a Bodeovy grafy (a' a b') 2707 vzorků HDSS v abiotickém médiu a bujónu P. aeruginosa pro různé inkubační doby. Průměr Nyquistova prstence se zmenšuje v přítomnosti Pseudomonas aeruginosa. Bodeův graf (obr. 3b' ukazuje zvýšení celkové relaxace konstantní imprese) Obrázek 4 ukazuje fyzikální struktury založené na monovrstvě (a) a dvojvrstvě (b) a jejich odpovídající EEC. CPE je zaveden do modelu EEC. Jeho admitance a impedance jsou vyjádřeny následovně:
Dva fyzické modely a odpovídající ekvivalentní obvody pro přizpůsobení impedančního spektra vzorku 2707 HDSS:
kde Y0 je velikost CPE, j je imaginární číslo nebo (-1)1/2, ω je úhlová frekvence a n je výkonový index CPE menší než jednotka35. Převrácená hodnota odporu přenosu náboje (tj. 1/Rct) odpovídá rychlosti koroze. Menší Rct znamená rychlejší rychlost koroze, dosažené vzorky po 14 dnech. 32 kΩ cm2, mnohem menší než 489 kΩ cm2 nebiologických vzorků (tabulka 4).
Snímky CLSM a snímky SEM na obrázku 5 jasně ukazují, že pokrytí biofilmem na povrchu vzorku 2707 HDSS po 7 dnech je husté. Po 14 dnech však bylo pokrytí biofilmem řídké a objevily se nějaké mrtvé buňky. Tabulka 5 ukazuje tloušťku biofilmu na 2707 vzorcích HDSS a 4 dny po změně maximální tloušťky biofilmu pro biofilm 23 Pfilm. Tento trend potvrdila i průměrná tloušťka biofilmu. Po 7 dnech poklesla z 22,2 ± 0,7 μm na 17,8 ± 1,0 μm po 14 dnech.
(a) 3-D CLSM snímek po 7 dnech, (b) 3-D CLSM snímek po 14 dnech, (c) SEM snímek po 7 dnech a (d) SEM snímek po 14 dnech.
EDS odhalila chemické prvky v biofilmech a korozních produktech na vzorcích vystavených P. aeruginosa po dobu 14 dnů. Obrázek 6 ukazuje, že obsah C, N, O a P v biofilmech a korozních produktech je mnohem vyšší než v holých kovech, protože tyto prvky jsou spojeny s biofilmy a jejich metabolity. Mikrobi potřebují pouze stopová množství biofilmů a korozních produktů na povrchu Crom a Fefilm železa a FeH. že kovová matrice ztratila prvky v důsledku koroze.
Po 14 dnech byly v médiu 2216E pozorovány důlky s P. aeruginosa a bez něj. Před inkubací byl povrch vzorku hladký a bez defektů (obr. 7a). Po inkubaci a odstranění biofilmu a korozních produktů byly nejhlubší důlky na povrchu vzorků prozkoumány pod Obrázek CL7, povrch jamek a jamek byly nalezeny v non-Obrázku CL7, jak bylo ukázáno na povrchu jamek c. (maximální hloubka jámy 0,02 μm). Maximální hloubka jámy způsobená Pseudomonas aeruginosa byla 0,52 μm po 7 dnech a 0,69 μm po 14 dnech, na základě průměrné maximální hloubky jámy 3 vzorků (pro každý vzorek bylo vybráno 10 maximálních hodnot hloubky jámy a T.5) dosáhla 0,42 ± 0.2 m0. 5). Tyto hodnoty hloubky jámy jsou malé, ale důležité.
(a) Před expozicí, (b) 14 dní v abiotickém médiu a (c) 14 dní v bujónu Pseudomonas aeruginosa.
Obrázek 8 ukazuje XPS spektra různých povrchů vzorků a chemická složení analyzovaná pro každý povrch jsou shrnuta v tabulce 6. V tabulce 6 byla atomová procenta Fe a Cr v přítomnosti P. aeruginosa (vzorky A a B) mnohem nižší než u nebiologických hodnot kontrolních vzorků (vzorky C a D).​​​​​​​ 574,4, 576,6, 578,3 a 586,8 eV, které lze připsat Cr, Cr2O3, CrO3 a Cr(OH)3, v tomto pořadí (obr. 9a a b). U nebiologických vzorků obsahuje spektrum na úrovni jádra Cr 2p dva hlavní píky pro 80 e eV5 eV3 pro Cr (5,0 eV5) BE) na obr. 9c a d, v tomto pořadí. Nejmarkantnějším rozdílem mezi abiotickými vzorky a vzorky P. aeruginosa byla přítomnost Cr6+ a vyšší relativní frakce Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) pod biofilmem.
Široká XPS spektra povrchu vzorku 2707 HDSS ve dvou médiích jsou 7 dní, respektive 14 dní.
a) 7 dní expozice P. aeruginosa, b) 14 dní expozice P. aeruginosa, c) 7 dní v abiotickém médiu a d) 14 dní v abiotickém médiu.
HDSS vykazuje vysokou úroveň odolnosti proti korozi ve většině prostředí.Kim et al.2 uvedl, že UNS S32707 HDSS byl definován jako vysoce legovaný DSS s PREN více než 45. Hodnota PREN vzorku 2707 HDSS v této práci byla 49. To je způsobeno jeho vysokým obsahem chrómu a vysokými hladinami molybdenu a Ni, které jsou užitečné v kyselém prostředí a prostředí s vysokou odolností vůči chloridům. Kromě toho jsou jeho složení bez mikrostruktury vyvážené a dobře vyvážené proti korozi. vynikající chemická odolnost, experimentální údaje v této práci naznačují, že 2707 HDSS není zcela imunní vůči MIC biofilmů P. aeruginosa.
Elektrochemické výsledky ukázaly, že rychlost koroze 2707 HDSS v bujónu P. aeruginosa byla výrazně zvýšena po 14 dnech ve srovnání s nebiologickým médiem. Na obrázku 2a bylo pozorováno snížení Eocp jak v abiotickém médiu, tak v bujónu P. aeruginosa během prvních 24 hodin. Poté se biofilm relativně dokončil a pokryl povrch a jakkoli byla úroveň Eocp 6 stabilní. vyšší než u nebiologického Eocp. Existuje důvod se domnívat, že tento rozdíl je způsoben tvorbou biofilmu P. aeruginosa. Na obr. 2d v přítomnosti P. aeruginosa hodnota icorr 2707 HDSS dosáhla 0,627 μA cm-2, což byla o řád vyšší hodnota než hodnota Rct0 cm2 v souladu s abiotickou kontrolou. Během prvních dnů se hodnoty impedance v bujónu P. aeruginosa zvýšily v důsledku uchycení buněk P. aeruginosa a tvorby biofilmů. Když však biofilm zcela pokryje povrch vzorku, impedance se sníží. Ochranná vrstva je napadena jako první v důsledku tvorby biofilmů a způsobených P, snížená časová odolnost vůči korozi a korozi biofilmu. trendy v abiotických médiích byly odlišné. Odolnost proti korozi nebiologické kontroly byla mnohem vyšší než odpovídající hodnota vzorků vystavených bujónu P. aeruginosa. Navíc u abiotických vzorků hodnota Rct 2707 HDSS dosáhla 489 kΩ cm2 14. den, což bylo 15krát vyšší než hodnota Rct (32 kΩ) v přítomnosti HD2 cm2. odolnost proti korozi ve sterilním prostředí, ale není odolný vůči MIC napadení biofilmy P. aeruginosa.
Tyto výsledky lze také pozorovat z polarizačních křivek na obr. 2b. Anodické větvení bylo přičítáno tvorbě biofilmu Pseudomonas aeruginosa a reakcím oxidace kovů. Katodickou reakcí je zároveň redukce kyslíku. Přítomnost P. aeruginosa značně zvýšila hustotu korozního proudu, přibližně o řád vyšší než u abiotické biofilmu Pseudomonas abiotická. Yuan et al29 zjistili, že hustota korozního proudu slitiny 70/30 Cu-Ni se zvýšila při vystavení biofilmu P. aeruginosa. To může být způsobeno biokatalýzou redukce kyslíku biofilmy Pseudomonas aeruginosa. Toto pozorování může také vysvětlit MIC 2707 HDSS v této práci. Aerobní kov může mít také menší biofilmy. povrch kyslíkem může být faktorem přispívajícím k MIC v této práci.
Dickinson a kol.38 naznačil, že rychlost chemických a elektrochemických reakcí může být přímo ovlivněna metabolickou aktivitou přisedlých bakterií na povrchu vzorku a povahou korozních produktů. Jak je znázorněno na obrázku 5 a tabulce 5, počet buněk i tloušťka biofilmu se po 14 dnech snížily. To lze rozumně vysvětlit, že po 14 dnech většina přisedlých buněk na povrchu 27 HD21E nebo matice zemřela. uvolňování toxických kovových iontů z matrice 2707 HDSS. Toto je omezení dávkových experimentů.
V této práci biofilm P. aeruginosa podporoval lokální úbytek Cr a Fe pod biofilmem na povrchu 2707 HDSS (obr. 6). V tabulce 6 je snížení Fe a Cr ve vzorku D ve srovnání se vzorkem C, což naznačuje, že rozpuštěné Fe a Cr způsobené biofilmem P. aeruginosa přetrvávalo i po prvních 2707 dnech použitého prostředí. ppm Cl-, což je srovnatelné s tím, který se vyskytuje v přírodní mořské vodě. Přítomnost 17700 ppm Cl- byla hlavním důvodem snížení Cr v 7- a 14denních abiotických vzorcích analyzovaných XPS. Ve srovnání se vzorky P. aeruginosa bylo rozpouštění Cr v abiotických vzorcích mnohem menší kvůli silné inhibici SS 2707 inbiotického prostředí HD Cl6 a přítomnosti SS 2707 inbiotického prostředí Fig. Pasivační film. Může se podílet na odstraňování Cr z ocelových povrchů pomocí biofilmů P. aeruginosa, jak navrhli Chen a Clayton.
Kvůli bakteriálnímu růstu byly hodnoty pH média před kultivací a po kultivaci 7,4 a 8,2. Proto je nepravděpodobné, že by koroze organickou kyselinou pod biofilmem P. aeruginosa přispěla k této práci kvůli relativně vysokému pH v hromadném médiu. Hodnota pH nebiologického kontrolního média se během testu významně nezměnila (z počátečních 7,4 dne v období testu na zvýšení pH 7,4). ulační médium po inkubaci bylo způsobeno metabolickou aktivitou P. aeruginosa a bylo zjištěno, že má stejný účinek na pH v nepřítomnosti testovacích proužků.
Jak je znázorněno na obrázku 7, maximální hloubka jámy způsobená biofilmem P. aeruginosa byla 0,69 μm, což bylo mnohem větší než u abiotického média (0,02 μm). To je v souladu s elektrochemickými údaji popsanými výše. Hloubka jámy 0,69 μm je více než desetkrát menší než 9,5 μm hodnota SS, která vykazuje D2707 lepší podmínky za stejných 202. Odolnost IC ve srovnání s 2205 DSS. To by nemělo být žádným překvapením, protože 2707 HDSS má vyšší obsah chrómu, který poskytuje déle trvající pasivaci, díky vyvážené fázové struktuře bez škodlivých sekundárních precipitátů, což ztěžuje depasivaci P. aeruginosa a počáteční body zatmění.
Závěrem lze říci, že na povrchu 2707 HDSS v bujónu P. aeruginosa byla nalezena důlková korekce MIC ve srovnání se zanedbatelnou důlkovou tvorbou v abiotických médiích. Tato práce ukazuje, že 2707 HDSS má lepší odolnost proti MIC než 2205 DSS, ale není vůči MIC plně imunní kvůli biofilmu P. aeruginosa. Tato zjištění napomáhají výběru vhodného prostředí pro použití nerezové oceli a odhadované životnosti nerezové oceli
Kupón pro 2707 HDSS poskytuje School of Metallurgy of Northeastern University (NEU) v Shenyang, Čína. Elementární složení 2707 HDSS je uvedeno v tabulce 1, která byla analyzována oddělením analýzy a testování materiálů NEU. Všechny vzorky byly ošetřeny roztokem při teplotě 1180 °C po dobu 1 hodiny. Zrnitost 2000 papírem z karbidu křemíku a dále leštěné 0,05 μm práškovou suspenzí Al2O3. Strany a spodek jsou chráněny inertním nátěrem. Po vysušení byly vzorky opláchnuty sterilní deionizovanou vodou a sterilizovány 75% (v/v) etanolem po dobu 0,5 h. Poté byly vysušeny ultrafialovým světlem 5 hodin.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 kmen byl zakoupen z Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Čína. /L): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2S04, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2C03, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,022,04SrBr2, 0,022 H301BO3NH03NH0301 6 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 pepton, 1,0 kvasnicový extrakt a 0,1 citrátu železitého. Autoklávovat při 121 °C po dobu 20 minut před inokulací. Spočítat přisedlé a planktonní buňky pomocí hemocytometru pod světelným mikroskopem při 400násobném zvětšení buněk ausetonadomo1 ihned po 400násobném zvětšení buněk ausetonadomo1 6 buněk/ml.
Elektrochemické testy byly provedeny v klasické tříelektrodové skleněné cele o středním objemu 500 ml. Platinová deska a nasycená kalomelová elektroda (SCE) byly připojeny k reaktoru přes Lugginovy ​​kapiláry naplněné solnými můstky, které sloužily jako protilehlé a referenční elektrody. Pro výrobu pracovních elektrod byl na každý vzorek potažený měděný drát s pogumovaným povrchem asi 1 cm odkryté elektrody a opouštějící 2 cm plochy elektrody. při elektrochemických měřeních byly vzorky umístěny do média 2216E a udržovány při konstantní inkubační teplotě (37 °C) ve vodní lázni. Data OCP, LPR, EIS a potenciální dynamické polarizace byla měřena pomocí potenciostatu Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA). vzorkovací frekvence 1 Hz.EIS byla provedena se sinusovou vlnou ve frekvenčním rozsahu 0,01 až 10 000 Hz za použití 5 mV aplikovaného napětí v ustáleném stavu Eocp. Před potenciálním rozmítáním byly elektrody v režimu otevřeného obvodu, dokud nebylo dosaženo stabilní hodnoty volného korozního potenciálu. Polarizační křivky pak probíhaly při rychlosti skenování E16 V20.5m.0. V/s. Každý test byl opakován 3krát s a bez P. aeruginosa.
Vzorky pro metalografickou analýzu byly mechanicky vyleštěny mokrým SiC papírem o zrnitosti 2000 a poté dále leštěny 0,05 μm práškovou suspenzí Al2O3 pro optické pozorování. Metalografická analýza byla provedena pomocí optického mikroskopu. Vzorky byly leptány 10 hm.% roztokem hydroxidu draselného 43.
Po inkubaci byly vzorky 3krát promyty fyziologickým roztokem pufrovaným fosfátem (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) a poté fixovány 2,5% (v/v) glutaraldehydem po dobu 10 hodin, aby se zafixovaly biofilmy. Následně byly dehydratovány odstupňovanou sérií (50%, 60%, 70%, 90% ethanol, 90% 5% etanolu). před sušením na vzduchu.Nakonec je povrch vzorku naprášen zlatým filmem, aby byla zajištěna vodivost pro pozorování SEM.Snímky SEM byly zaměřeny na skvrny s nejvíce přisedlými buňkami P. aeruginosa na povrchu každého vzorku.Proveďte EDS analýzu k nalezení chemických prvků.Konfokální laserový skenovací mikroskop Zeiss Germany (CLSM) byla použita hloubka koroze v jámě Zeiss, 71. filmu, byl zkušební kus nejprve vyčištěn podle čínského národního standardu (CNS) GB/T4334.4-2000, aby se odstranily korozní produkty a biofilm na povrchu zkušebního kusu.
Analýza rentgenovou fotoelektronovou spektroskopií (XPS, ESCALAB250 povrchový analytický systém, Thermo VG, USA) byla provedena pomocí monochromatického zdroje rentgenového záření (hliníková čára Ka při energii 1500 eV a výkonu 150 W) v širokém rozsahu vazebné energie 0 za standardních podmínek –1350 eV. Spektra s vysokým rozlišením 0.2. průchod 50V byla zaznamenána
Inkubované vzorky byly vyjmuty a jemně promyty PBS (pH 7,4 ± 0,2) po dobu 15 s45. Pro pozorování bakteriální životaschopnosti biofilmů na vzorcích byly biofilmy obarveny pomocí LIVE/DEAD BacLight Bakterial Viability Kit (Invitrogen, EugeneThedy, USA, zelená fluorescenční souprava, OR, 9, červená fluorescenční souprava). fluorescenční barvivo propidium jodid (PI).Pod CLSM představují tečky s fluorescenčně zelenou a červenou barvou živé a mrtvé buňky. Pro barvení byla inkubována 1 ml směsi obsahující 3 μl SYTO-9 a 3 μl roztoku PI po dobu 20 minut při pokojové teplotě (23 oC) ve tmě. Poté byly pozorovány dvě živé a obarvené 8 mrtvé buňky po dobu 9 nm8 mrtvé buňky pomocí přístroje Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japonsko). Tloušťka biofilmu byla měřena v režimu 3D skenování.
Jak citovat tento článek: Li, H. et al. Mikrobiální koroze 2707 super duplex nerezové oceli mořským Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Korozní praskání LDX 2101 duplexní nerezové oceli v roztoku chloridu v přítomnosti thiosulfátu.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Vliv rozpouštěcího tepelného zpracování a dusíku v ochranném plynu na odolnost proti důlkové korozi superduplexních svarů nerezové oceli.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. A Comparative Chemical Study of Microbial and Electrochemically Induced Pitting Corrosion in 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Elektrochemické chování duplexní nerezové oceli 2205 v alkalických roztocích různého pH v přítomnosti chloridu.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Vliv mořských biofilmů na korozi: stručný přehled. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).