Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com.Jūsu izmantotajai pārlūkprogrammas versijai ir ierobežots CSS atbalsts.Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, iesakām izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai izslēgt saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer). Tikmēr, lai nodrošinātu nepārtrauktu atbalstu, vietne tiks rādīta bez stiliem un JavaScript.
Mikrobu korozija (MIC) ir nopietna problēma daudzās nozarēs, jo tā var radīt milzīgus ekonomiskus zaudējumus.2707 superdupleksais nerūsējošais tērauds (2707 HDSS) ir izmantots jūras vidē, pateicoties tā izcilajai ķīmiskajai izturībai.Tomēr tā izturība pret MIC nav eksperimentāli pierādīta.Šajā pētījumā MIC uzvedība, ko izraisīja 2707 mariginaaerobaktērijas Aerolecosa HDSS. troķīmiskā analīze parādīja, ka Pseudomonas aeruginosa bioplēves klātbūtnē 2216E barotnē bija pozitīvas korozijas potenciāla izmaiņas un korozijas strāvas blīvuma palielināšanās. Rentgena fotoelektronu spektroskopijas (XPS) analīze parādīja Cr satura samazināšanos parauga virsmā zem bioplēves. Attēlots analīzē tika parādīts maksimālais bioplēves dziļums. μm 14 inkubācijas dienu laikā. Lai gan tas ir mazs, tas norāda, ka 2707 HDSS nav pilnībā imūna pret P. aeruginosa biofilmu MIC.
Dupleksais nerūsējošais tērauds (DSS) tiek plaši izmantots dažādās nozarēs, jo tiem ir ideāla izcilu mehānisko īpašību un izturības pret koroziju kombinācija1,2.Tomēr lokāla punktveida veidošanās joprojām notiek, un tas ietekmē šī tērauda integritāti3,4.DSS nav izturīgs pret mikrobu koroziju (MIC)5,6.Neskatoties uz to, ka DSS joprojām nav pietiekami daudz pielietojuma pretkorozijas vidēm, kur DSS joprojām nav iespējams izmantot. ir nepieciešami dārgāki materiāli ar lielāku izturību pret koroziju.Jeon et al7 atklāja, ka pat superdupleksajiem nerūsējošajiem tēraudiem (SDSS) ir daži ierobežojumi attiecībā uz izturību pret koroziju.Tādēļ dažos lietojumos ir nepieciešami superdupleksa nerūsējošais tērauds (HDSS) ar augstāku izturību pret koroziju.Tā rezultātā tika izstrādāts augsti leģēts HDSS.
DSS izturība pret koroziju ir atkarīga no alfa un gamma fāžu attiecības un otrajai fāzei blakus esošajiem Cr, Mo un W noplicinātajiem reģioniem 8, 9, 10.HDSS satur augstu Cr, Mo un N11 saturu, tāpēc tam ir lieliska izturība pret koroziju un augsta vērtība (45-50) Pretestība pret punktēšanu, ko nosaka pēc w%.3PREN), +t.0%.w.3. t% W) + 16 svara% N12. Tā lieliskā izturība pret koroziju balstās uz līdzsvarotu sastāvu, kas satur aptuveni 50% ferīta (α) un 50% austenīta (γ) fāzes, HDSS ir labākas mehāniskās īpašības un lielāka pretestība nekā parastajam DSS13.Hlorīda korozijas īpašības. Uzlabotā izturība pret koroziju paplašina HDSS izmantošanu kodīgākās hlorīdu vidēs, piemēram, jūras vidē.
MIC ir liela problēma daudzās nozarēs, piemēram, naftas, gāzes un ūdensapgādes pakalpojumu jomā.14.MIC veido 20% no visiem korozijas radītajiem bojājumiem.15.MIC ir bioelektroķīmiskā korozija, ko var novērot daudzās vidēs. Bioplēves, kas veidojas uz metāla virsmām, maina elektroķīmiskos apstākļus, tādējādi ietekmējot mikroorganismu korozijas procesu. Tiek uzskatīts, ka MIC ir korozijas izraisīts bioorganisms. e metāli, lai iegūtu noturīgu enerģiju, lai izdzīvotu17.Pēdējie MIC pētījumi ir parādījuši, ka EET (ārpusšūnu elektronu pārnese) ir ātrumu ierobežojošais faktors elektrogēno mikroorganismu inducētajā MIC.Zhang et al.18 parādīja, ka elektronu mediatori paātrina elektronu pārnesi starp Desulfovibrio sessificans šūnām un 304 nerūsējošo tēraudu, izraisot smagāku MIC uzbrukumu. Enning et al.19 un Venzlaff et al.20 parādīja, ka korozīvo sulfātu reducējošo baktēriju (SRB) bioplēves var tieši absorbēt elektronus no metāla substrātiem, izraisot smagu punktveida koroziju.
Ir zināms, ka DSS ir jutīgs pret MIC vidēs, kas satur SRB, dzelzs reducējošās baktērijas (IRB) utt. 21. Šīs baktērijas izraisa lokālu dubļu veidošanos uz DSS virsmām zem bioplēvēm22, 23. Atšķirībā no DSS, HDSS24 MIC ir maz zināma.
Pseudomonas aeruginosa ir gramnegatīva kustīga stieņveida baktērija, kas ir plaši izplatīta dabā25.Pseudomonas aeruginosa ir arī galvenā mikrobu grupa jūras vidē, izraisot MIC tēraudam. Pseudomonas ir cieši iesaistīts korozijas procesos un ir atzīts par pionieru kolonizatoru Mahat et al. bioplēves veidošanās laikā.28 un Yuan et al.29 parādīja, ka Pseudomonas aeruginosa ir tendence palielināt viegla tērauda un sakausējumu korozijas ātrumu ūdens vidē.
Šī darba galvenais mērķis bija izpētīt 2707 HDSS MIC īpašības, ko izraisa jūras aerobā baktērija Pseudomonas aeruginosa, izmantojot elektroķīmiskās metodes, virsmas analītiskos paņēmienus un korozijas produktu analīzi. veikta, lai pētītu 2707 HDSS MIC uzvedību.Enerģijas izkliedējošā spektrometra (EDS) analīze tika veikta, lai atrastu ķīmiskos elementus uz korozijas virsmas.Turklāt rentgena fotoelektronu spektroskopijas (XPS) analīze tika izmantota, lai noteiktu oksīda plēves pasivācijas stabilitāti jūras vides ietekmē, kas satur Pseudomonas aeruginosa.
1. tabulā ir norādīts 2707 HDSS ķīmiskais sastāvs.2. tabulā redzams, ka 2707 HDSS piemīt izcilas mehāniskās īpašības ar tecēšanas robežu 650 MPa.1. attēlā parādīta šķīduma termiski apstrādāta 2707 HDSS optiskā mikrostruktūra.Apmēram 5 mikroskopā var redzēt iegarenas austenīta un ferīta fāžu joslas, kas satur 0 % austenīta fāzi un 0 struktūras % austenīta fāzē 5 %.
2.a attēlā parādīti atvērtās ķēdes potenciāla (Eocp) un ekspozīcijas laika dati 2707 HDSS abiotiskā 2216E barotnē un P. aeruginosa buljonā 14 dienas 37 °C temperatūrā. Tas parāda, ka lielākās un nozīmīgākās Eocp izmaiņas notiek pirmo 24 stundu laikā. Eocp vērtības abos gadījumos sasniedza maksimumu pie -145 S. mV (pret SCE) un -236 mV (pret SCE) abiotiskajam paraugam un P, attiecīgi).Pseudomonas aeruginosa kuponi, attiecīgi.Pēc 24 stundām Eocp vērtība 2707 HDSS P. aeruginosa bija relatīvi stabila pie -228 mV (salīdzinot ar SCE), savukārt atbilstošā vērtība nebioloģiskajiem paraugiem bija aptuveni -442 mV (salīdzinot ar SCE). Eocp.
2707 HDSS paraugu elektroķīmiskā pārbaude abiotiskā vidē un Pseudomonas aeruginosa buljonā 37 °C temperatūrā:
(a) Eocp kā ekspozīcijas laika funkcija, (b) polarizācijas līknes 14. dienā, (c) Rp kā ekspozīcijas laika funkcija un (d) icorr kā ekspozīcijas laika funkcija.
3. tabulā ir norādītas elektroķīmiskās korozijas parametru vērtības 2707 HDSS paraugiem, kas pakļauti abiotiskajai barotnei un Pseudomonas aeruginosa inokulētai barotnei 14 dienas. Anodiskās un katodiskās līknes pieskares tika ekstrapolētas, lai iegūtu krustpunktus, kas rada korozijas strāvas blīvumu (icorr) un potenciālu (korozijas (icorr)ββ standartu un potenciālu 30,31.
Kā parādīts 2.b attēlā, P. aeruginosa līknes nobīde uz augšu izraisīja Ecorr pieaugumu, salīdzinot ar abiotisko līkni. Icorr vērtība, kas ir proporcionāla korozijas ātrumam, Pseudomonas aeruginosa paraugā palielinājās līdz 0,328 μA cm-2, kas ir četras reizes lielāka nekā nebioloģiskajā paraugā (0,08 cm-2 μA).
LPR ir klasiska nesagraujošā elektroķīmiskā metode ātrai korozijas analīzei. To izmantoja arī, lai pētītu MIC32. 2.c attēlā parādīta polarizācijas pretestība (Rp) kā ekspozīcijas laika funkcija. Augstāka Rp vērtība nozīmē mazāku koroziju. Pirmajās 24 stundās P 2707 HDSS Rp sasniedza maksimālo vērtību 1907 HDSS un k2Ω cm25 par 4 k2Ωs25 cm2. domonas aeruginosa paraugi.Attēls 2.c arī parāda, ka Rp vērtība strauji samazinājās pēc vienas dienas un pēc tam saglabājās relatīvi nemainīga nākamās 13 dienas. Pseudomonas aeruginosa parauga Rp vērtība ir aptuveni 40 kΩ cm2, kas ir daudz zemāka par nebioloģiskā parauga 450 kΩ cm2 vērtību.
Icorr vērtība ir proporcionāla vienmērīgajam korozijas ātrumam. Tās vērtību var aprēķināt no šāda Stern-Geary vienādojuma,
Sekojot Zou et al.33, tipiskā Tafel slīpuma B vērtība šajā darbā tika pieņemta kā 26 mV/dec. 2.d attēlā redzams, ka nebioloģiskā 2707 parauga icorr saglabājās relatīvi stabils, savukārt P. aeruginosa paraugs pēc pirmajām 24 stundām ievērojami svārstījās nekā parauga icorr vērtības, kas bija par eruginosa P. magnitūdu. atbilst polarizācijas pretestības rezultātiem.
EIS ir vēl viens nesagraujošs paņēmiens, ko izmanto, lai raksturotu elektroķīmiskas reakcijas korozijas saskarnēs. Pretestības spektri un aprēķinātās kapacitātes vērtības paraugiem, kas pakļauti abiotiskajai videi un Pseudomonas aeruginosa šķīdumam, uz parauga virsmas izveidotās pasīvās plēves/bioplēves Rb pretestība, Rct lādiņa pārneses pretestība, Cdl QK elektriskais parametrs. parametri tika tālāk analizēti, pielāgojot datus, izmantojot līdzvērtīgas shēmas (EEK) modeli.
3. attēlā parādīti tipiski Nikvista diagrammas (a un b) un Bodes diagrammas (a' un b') no 2707 HDSS paraugiem abiotiskā vidē un P. aeruginosa buljonā dažādiem inkubācijas laikiem. Pseudomonas aeruginosa klātbūtnē Nyquist gredzena diametrs samazinās. Bodes diagramma (3.b attēls) parāda kopējo relaksācijas laika palielinājumu. pēc fāzes maksimumiem.4. attēlā ir parādītas vienslāņu (a) un divslāņu (b) fizikālās struktūras un tām atbilstošās EEK. CPE ir ieviesta EEK modelī.Tā pielaide un pretestība ir izteikta šādi:
Divi fiziski modeļi un atbilstošas ​​līdzvērtīgas shēmas 2707 HDSS parauga pretestības spektra pielāgošanai:
kur Y0 ir CPE lielums, j ir iedomāts skaitlis vai (-1) 1/2, ω ir leņķiskā frekvence, un n ir CPE jaudas indekss, kas mazāks par vienību35. Lādiņa pārneses pretestības apgrieztā vērtība (ti, 1/Rct) atbilst korozijas ātrumam. Mazāks Rct nozīmē ātrāku korozijas ātrumu 27 dienu laikā. eruginosa paraugi sasniedza 32 kΩ cm2, kas ir daudz mazāki par nebioloģisko paraugu 489 kΩ cm2 (4. tabula).
CLSM attēli un SEM attēli 5. attēlā skaidri parāda, ka bioplēves pārklājums uz 2707 HDSS parauga virsmas pēc 7 dienām ir blīvs.Tomēr pēc 14 dienām bioplēves pārklājums bija niecīgs un parādījās dažas atmirušās šūnas. 5. tabulā parādīts bioplēves biezums 2707 HDSS paraugos pēc iedarbības ar P. and aeruginosa maksimālo 2 μm14 dienu laikā. 7 dienas līdz 18,9 μm pēc 14 dienām. Vidējais bioplēves biezums arī apstiprināja šo tendenci. Tas samazinājās no 22,2 ± 0,7 μm pēc 7 dienām līdz 17,8 ± 1,0 μm pēc 14 dienām.
(a) 3-D CLSM attēls pēc 7 dienām, (b) 3-D CLSM attēls pēc 14 dienām, (c) SEM attēls pēc 7 dienām un (d) SEM attēls pēc 14 dienām.
EDS atklāja ķīmiskos elementus bioplēvēs un korozijas produktos paraugos, kas tika pakļauti P. aeruginosa iedarbībai 14 dienas. 6. attēlā redzams, ka C, N, O un P saturs bioplēvēs un korozijas produktos ir daudz augstāks nekā kailmetālos, jo šie elementi ir saistīti ar bioplēvēm un to metabolītiem. Mikrobiem ir nepieciešams tikai neliels daudzums bioplēves un dzelzs produktu, kas atrodas uz virsmas. no paraugiem norāda, ka metāla matrica ir zaudējusi elementus korozijas dēļ.
Pēc 14 dienām 2216E barotnē tika novērota kauliņu veidošanās ar P. aeruginosa un bez tās. Pirms inkubācijas parauga virsma bija gluda un bez defektiem (7.a att.). Pēc inkubācijas un bioplēves un korozijas produktu noņemšanas dziļākās bedrītes uz paraugu virsmas tika pārbaudītas CLSM, kā parādīts attēlā Nr. (maksimālais bedres dziļums 0,02 μm). Maksimālais bedres dziļums, ko izraisīja Pseudomonas aeruginosa, bija 0,52 μm pēc 7 dienām un 0,69 μm pēc 14 dienām, pamatojoties uz vidējo maksimālo bedres dziļumu 3 paraugiem (katram paraugam tika izvēlētas 10 maksimālās bedres dziļuma vērtības) sasniedza 0,42 μm ±5 μm ± 0,0 0,02. , attiecīgi (5. tabula). Šīs bedres dziļuma vērtības ir mazas, bet svarīgas.
a) pirms iedarbības, b) 14 dienas abiotiskā vidē un c) 14 dienas Pseudomonas aeruginosa buljonā.
8. attēlā parādīti dažādu paraugu virsmu XPS spektri, un katrai virsmai analizētie ķīmiskie sastāvi ir apkopoti 6. tabulā. 6. tabulā Fe un Cr atomu procenti P. aeruginosa klātbūtnē (A un B paraugi) bija daudz zemāki nekā nebioloģiskajiem kontroles paraugiem (C un D paraugi). komponenti ar saistīšanas enerģijas (BE) vērtībām 574,4, 576,6, 578,3 un 586,8 eV, ko var attiecināt uz attiecīgi Cr, Cr2O3, CrO3 un Cr(OH)3 (9.a un b. att.). Nebioloģiskiem paraugiem Cr 2p kodola līmeņa pīķi Cr0 ir divi (53 BE2 spektram 5V). 75,90 eV BE) attiecīgi 9.c un d attēlā. Visspilgtākā atšķirība starp abiotisko un P. aeruginosa paraugu bija Cr6+ klātbūtne un lielāka Cr(OH)3 relatīvā frakcija (BE 586,8 eV) zem bioplēves.
Plašie 2707 HDSS parauga virsmas XPS spektri abos medijos ir attiecīgi 7 dienas un 14 dienas.
(a) 7 dienas pēc iedarbības ar P. aeruginosa, (b) 14 dienas pēc iedarbības ar P. aeruginosa, (c) 7 dienas abiotiskā vidē un (d) 14 dienas abiotiskā vidē.
HDSS ir augsts korozijas izturības līmenis lielākajā daļā vidi.Kim et al.2 ziņoja, ka UNS S32707 HDSS tika definēts kā ļoti leģēts DSS, kura PREN ir vairāk nekā 45. 2707 HDSS parauga PREN vērtība šajā darbā bija 49. Tas ir saistīts ar augstu hroma saturu un augstu molibdēna un Ni līmeni, kas ir labvēlīgi skābā un augsta hlorīdu vidē. Turklāt ir noderīgs strukturālas izturības un mikrostruktūras pretestības un korozijas novēršanai. .Tomēr, neskatoties uz izcilo ķīmisko izturību, šajā darbā iegūtie eksperimentālie dati liecina, ka 2707 HDSS nav pilnībā imūna pret P. aeruginosa biofilmu MIC.
Elektroķīmiskie rezultāti parādīja, ka 2707 HDSS korozijas ātrums P. aeruginosa buljonā ir ievērojami palielināts pēc 14 dienām, salīdzinot ar nebioloģisko barotni. 2.a attēlā pirmo 24 stundu laikā tika novērots Eocp samazinājums gan abiotiskajā vidē, gan P. aeruginosa buljonā. Pēc tam bioplēve ir nosacīti nosegusi Eocp virsmas3H līmeni. Bioloģiskā Eocp bija daudz augstāka nekā nebioloģiskā Eocp. Ir pamats uzskatīt, ka šī atšķirība ir saistīta ar P. aeruginosa bioplēves veidošanos. 2.d attēlā P. aeruginosa klātbūtnē icorr vērtība 2707 HDSS sasniedza 0,627 μA cm-2), kas bija konsekventi par abiotisko kārtu. Rct vērtība, ko mēra ar EIS. Pirmajās dienās P. aeruginosa buljonā impedances vērtības palielinājās P. aeruginosa šūnu piesaistes un bioplēvju veidošanās dēļ. Taču, kad bioplēve pilnībā pārklāj parauga virsmu, pretestība samazinās. Aizsargkārtu uzbrūk vispirms, jo veidojas bioplēves, bioplēvju veidošanās, piestiprināšanas laiks un bioplēves pāri. P. aeruginosa izraisīja lokālu koroziju. Tendences abiotiskajā vidē bija atšķirīgas. Nebioloģiskās kontroles izturība pret koroziju bija daudz augstāka nekā atbilstošā vērtība P. aeruginosa buljonam pakļautajiem paraugiem. Turklāt abiotiskajiem paraugiem Rct vērtība 2707 HDSS sasniedza 489 kΩ P, kas bija cΩ cm2 klātbūtnē dienā 14. Tāpēc 2707 HDSS ir lieliska izturība pret koroziju sterilā vidē, bet tā nav izturīga pret P. aeruginosa bioplēvju MIC uzbrukumu.
Šos rezultātus var novērot arī no polarizācijas līknēm 2.b attēlā. Anodiskā sazarošanās tika attiecināta uz Pseudomonas aeruginosa bioplēves veidošanos un metālu oksidācijas reakcijām. Tajā pašā laikā katoda reakcija ir skābekļa samazināšanās. P. aeruginosa klātbūtne ievērojami palielināja korozijas strāvas blīvumu, kas liecina par aptuveni par lokālo Peruginosa kontroles pieaugumu. 2707 HDSS.Yuan et al29 atklāja, ka 70/30 Cu-Ni sakausējuma korozijas strāvas blīvums palielinājās, saskaroties ar P. aeruginosa bioplēvi. Tas var būt saistīts ar Pseudomonas aeruginosa bioplēvju izraisīto skābekļa samazināšanas biokatalīzi. Šis novērojums var arī izskaidrot 2707 bioplēves MIC, jo arī HDSS var būt mazāks par skābekļa trūkumu šajā jomā. metāla virsmas atkārtota pasivēšana ar skābekli var būt MIC veicinošs faktors šajā darbā.
Dikinsons et al.38 ierosināja, ka ķīmisko un elektroķīmisko reakciju ātrumu var tieši ietekmēt sēdošo baktēriju vielmaiņas aktivitāte parauga virsmā un korozijas produktu raksturs. Kā parādīts 5. attēlā un 5. tabulā, gan šūnu skaits, gan bioplēves biezums samazinājās pēc 14 dienām. To var pamatoti izskaidrot, ka pēc 14 dienām lielākā daļa barības vielu20 virsmas20 noārdījās20 līdz HD20 izdalīšanās laikā. 16E barotne vai toksisku metālu jonu izdalīšanās no 2707 HDSS matricas.Tas ir sērijas eksperimentu ierobežojums.
Šajā darbā P. aeruginosa bioplēve veicināja lokālu Cr un Fe samazināšanos zem bioplēves uz 2707 HDSS virsmas (6. att.). 6. tabulā parādīts Fe un Cr samazinājums D paraugā, salīdzinot ar C paraugu, kas liecina, ka P. aeruginosa bioplēves izraisītais izšķīdinātais Fe un Cr saglabājās pēc pirmajām izmantotajām vidēm 27 dienām.7E. 0 ppm Cl-, kas ir salīdzināms ar dabisko jūras ūdeni. Cl-17700 ppm bija galvenais iemesls Cr samazinājumam XPS analizētajos 7 un 14 dienu abiotiskajos paraugos. Salīdzinot ar P. aeruginosa paraugiem, Cr izšķīšana abiotiskajos paraugos abiotiskajos paraugos bija daudz mazāka C2SS stiprās vides rezistences dēļ. Cr6+ klātbūtne pasivācijas plēvē. Tas var būt iesaistīts Cr noņemšanā no tērauda virsmām ar P. aeruginosa bioplēvēm, kā ierosināja Chen un Clayton.
Baktēriju vairošanās dēļ barotnes pH vērtības pirms un pēc kultivēšanas bija attiecīgi 7,4 un 8,2. Līdz ar to zem P. aeruginosa bioplēves organiskās skābes korozija, visticamāk, nebūs šo darbu veicinošs faktors, jo beramā barotnē ir relatīvi augsts pH līmenis. Nebioloģiskās kontroles barotnes pH vērtība sākotnējās barotnes laikā būtiski nemainījās (no .4m līdz 7.4 dienai) testa periods.Ph paaugstināšanās inokulācijas vidē pēc inkubācijas bija saistīta ar P. aeruginosa metabolisko aktivitāti, un tika konstatēts, ka tam ir tāda pati ietekme uz pH, ja nav testa strēmeļu.
Kā parādīts 7. attēlā, maksimālais bedres dziļums, ko izraisīja P. aeruginosa bioplēve, bija 0,69 μm, kas bija daudz lielāks nekā abiotiskajā vidē (0,02 μm). Tas atbilst iepriekš aprakstītajiem elektroķīmiskajiem datiem. Bedres dziļums 0,69 μm ir vairāk nekā desmit reizes mazāks par 9,5 μm 20 SS vērtību, kas tika ziņots par HD720 datiem. uzrāda labāku MIC pretestību salīdzinājumā ar 2205 DSS. Tam nevajadzētu būt pārsteigumam, jo ​​2707 HDSS ir augstāks hroma saturs, nodrošinot ilgāku pasivāciju, pateicoties līdzsvarotajai fāzes struktūrai bez kaitīgām sekundārajām nogulsnēm, apgrūtinot P. aeruginosa depasivāciju un sākuma punktu aptumsumu.
Noslēgumā jāsaka, ka P. aeruginosa buljonā uz 2707 HDSS virsmas tika konstatēts MIC iedobums, salīdzinot ar nenozīmīgu kauliņu veidošanos abiotiskā vidē. Šis darbs parāda, ka 2707 HDSS ir labāka MIC pretestība nekā 2205 DSS, taču tā nav pilnībā imūna pret MIC P. aeruginosa bioplēves dēļ. Šie atklājumi palīdz novērtēt piemērotu tēraudu bezūdens kalpošanas laiku.
2707 HDSS kuponu nodrošina Ziemeļaustrumu universitātes (NEU) Metalurģijas skola Šenjanā, Ķīnā. 2707 HDSS elementu sastāvs ir parādīts 1. tabulā, ko analizēja NEU Materiālu analīzes un testēšanas departaments. Visi paraugi tika apstrādāti ar šķīdumu 1180 °C temperatūrā, veicot HDSS testēšanu 1 stundu līdz 7 stundai. 1 cm2 virsmas laukums tika pulēts ar silīcija karbīda papīru līdz 2000 grudu un tālāk pulēts ar 0,05 μm Al2O3 pulvera suspensiju. Sānu malas un apakšdaļa ir aizsargāta ar inertu krāsu. Pēc žāvēšanas paraugi tika noskaloti ar sterilu dejonizētu ūdeni un sterilizēti ar 75% (v/v) un pēc tam sterilizēti ar 75% (v/v). .5 stundas pirms lietošanas.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 celms tika iegādāts no Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), China.Pseudomonas aeruginosa tika audzēts aerobā veidā 37°C 250 ml kolbās un 500 ml elektroķīmiskās stikla šūnās, izmantojot Marine 2216E Ltd Biochemical medium (Quyingdao Hopeodium, Qyingdao. /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 SrCl2, 0,08 SrBr2, H3BO04,002S03. NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 peptons, 1,0 rauga ekstrakts un 0,1 dzelzs citrāts. Autoklāvējiet 121 °C temperatūrā 20 minūtes pirms inokulācijas. Skaitiet sēdošās un planktona šūnas, izmantojot hemocitometru P planktona šūnu koncentrāciju gaismā. eruginosa tūlīt pēc inokulācijas bija aptuveni 106 šūnas/ml.
Elektroķīmiskās pārbaudes tika veiktas klasiskā trīs elektrodu stikla šūnā ar vidējo tilpumu 500 ml. Platīna loksne un piesātināts kalomela elektrods (SCE) tika savienots ar reaktoru caur Luggin kapilāriem, kas pildīti ar sāls tiltiņiem, kas attiecīgi kalpoja kā pretelektrodi un atskaites elektrodi. Lai izveidotu darba elektrodus, katrs ar gumijas vadu tika pārklāts ar apmēram 2 cm oksīda pārklājumu. ed virsmas laukums darba elektrodam.Elektroķīmisko mērījumu laikā paraugi tika ievietoti 2216E barotnē un uzturēti nemainīgā inkubācijas temperatūrā (37 °C) ūdens vannā.OCP, LPR, EIS un potenciālās dinamiskās polarizācijas dati tika mērīti, izmantojot Autolab potenciostat (Reference 600TM, mV tests over mV tests of Gamry Instruments, Inc.).1. diapazonā no -5 līdz 5 mV ar Eocp un paraugu ņemšanas frekvenci 1 Hz.EIS tika veikta ar sinusoidālo vilni frekvenču diapazonā no 0,01 līdz 10 000 Hz, izmantojot 5 mV pielikto spriegumu līdzsvara stāvoklī Eocp.Pirms potenciāla slaucīšanas elektrodi bija atvērtas ķēdes režīmā. 1,5 V pret Eocp ar skenēšanas ātrumu 0,166 mV/s. Katrs tests tika atkārtots 3 reizes ar un bez P. aeruginosa.
Metalogrāfiskās analīzes paraugi tika mehāniski pulēti ar 2000 graužu slapjo SiC papīru un pēc tam tālāk pulēti ar 0,05 μm Al2O3 pulvera suspensiju optiskajam novērojumam. Metallogrāfiskā analīze tika veikta, izmantojot optisko mikroskopu. Paraugi tika kodināti ar 10 masas% kālija hidroksīda šķīdumu 43.
Pēc inkubācijas paraugus 3 reizes mazgā ar fosfātu buferšķīduma (PBS) šķīdumu (pH 7,4 ± 0,2) un pēc tam fiksēja ar 2,5% (v/v) glutaraldehīdu 10 stundas, lai fiksētu bioplēves. Pēc tam tos dehidrēja ar šķirotu sēriju, 0%, 50%, 0%, 0% un 8%, v) etanola pirms žāvēšanas gaisā.Visbeidzot, parauga virsmu apsmidzina ar zelta plēvi, lai nodrošinātu SEM novērošanas vadītspēju.SEM attēli tika fokusēti uz plankumiem ar vissēdīgākajām P. aeruginosa šūnām katra parauga virsmā.Veiciet EDS analīzi, lai atrastu ķīmiskos elementus.A Zeiss Confocal Laser Scanning Microsco.L. Lai novērotu korozijas bedrītes zem bioplēves, testa paraugs vispirms tika notīrīts saskaņā ar Ķīnas nacionālo standartu (CNS) GB/T4334.4-2000, lai noņemtu korozijas produktus un bioplēvi uz testa parauga virsmas.
Rentgenstaru fotoelektronu spektroskopijas (XPS, ESCALAB250 virsmas analīzes sistēma, Thermo VG, ASV) analīze tika veikta, izmantojot monohromatisku rentgenstaru avotu (alumīnija Kα līnija ar 1500 eV enerģiju un 150 W jaudu) plašā saistīšanas enerģijas diapazonā 0 standarta apstākļos –1350 eV spektrs un eV spektrs tika reģistrēts, izmantojot 2V.Higra. V pakāpiena izmērs.
Inkubētie paraugi tika izņemti un uzmanīgi noskaloti ar PBS (pH 7,4 ± 0,2) 15 s45. Lai novērotu paraugos esošo bioplēvju baktēriju dzīvotspēju, bioplēves tika iekrāsotas, izmantojot LIVE/DEAD BacLight baktēriju dzīvotspējas komplektu (Invitrogen, Eugenecent, - fluores, OR kits). 9 krāsvielu un sarkanu fluorescējošu propīdija jodīda (PI) krāsu. Saskaņā ar CLSM punkti ar fluorescējošu zaļu un sarkanu apzīmē attiecīgi dzīvas un mirušas šūnas. Krāsošanai 1 ml maisījums, kas satur 3 μl SYTO-9 un 3 μl PI šķīduma, tika inkubēts 20 minūtes tumšā temperatūrā (23 minūtes istabas temperatūrā). viļņu garumi (488 nm dzīvām šūnām un 559 nm atmirušajām šūnām), izmantojot Nikon CLSM iekārtu (C2 Plus, Nikon, Japāna). Bioplēves biezums tika mērīts 3-D skenēšanas režīmā.
Kā citēt šo rakstu: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex nerūsējošā tērauda ar jūras Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking of LDX 2101 duplex nerūsējošā tērauda hlorīda šķīdumā tiosulfāta klātbūtnē.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Šķīduma termiskās apstrādes un slāpekļa ietekme aizsarggāzē uz superdupleksa nerūsējošā tērauda metinājumu pretkorozijas pretestību.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. 2205 dupleksa nerūsējošā tērauda elektroķīmiskā uzvedība dažāda pH sārma šķīdumos hlorīda klātbūtnē.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI The effect of marine biofilms on corrosion: a concise review.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).