Tack för att du besöker Nature.com. Webbläsarversionen du använder har begränsat stöd för CSS. För bästa upplevelse rekommenderar vi att du använder en uppdaterad webbläsare (eller stänger av kompatibilitetsläget i Internet Explorer). Under tiden, för att säkerställa fortsatt support, kommer vi att visa webbplatsen utan stilar och JavaScript.
Mikrobiell korrosion (MIC) är ett allvarligt problem i många industrier eftersom det kan orsaka enorma ekonomiska förluster. 2707 super duplex rostfritt stål (2707 HDSS) har använts i marina miljöer på grund av dess utmärkta kemiska resistens. Dess motståndskraft mot MIC har dock inte påvisats experimentellt. I denna studie orsakades MIC-beteendet hos 2707 HDSS-bakterien en Prugonas av den marina bakterien en puginosa. .Elektrokemisk analys visade att i närvaro av Pseudomonas aeruginosa biofilm i 2216E-medium, det fanns en positiv förändring i korrosionspotential och en ökning av korrosionsströmdensitet. Röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) analys visade en minskning av Cr-innehållet på ytan av provet under biofilmen av den maximala biofilmen. pth på 0,69 μm under 14 dagars inkubation. Även om detta är litet indikerar det att 2707 HDSS inte är helt immun mot MIC från P. aeruginosa biofilmer.
Duplexa rostfria stål (DSS) används i stor utsträckning inom olika industrier för sin idealiska kombination av utmärkta mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet1,2. Lokaliserad gropbildning förekommer dock fortfarande och det påverkar integriteten hos detta stål3,4.DSS är inte motståndskraftig mot mikrobiell korrosion (MIC)5,6. Trots det breda utbudet av korrosionsbeständighet för DSS finns det fortfarande inte tillräckligt långvariga användningsområden för DSS. Detta innebär att det krävs dyrare material med högre korrosionsbeständighet.Jeon et al7 fann att även superduplex rostfria stål (SDSS) har vissa begränsningar vad gäller korrosionsbeständighet.Därför krävs superduplex rostfria stål (HDSS) med högre korrosionsbeständighet i vissa applikationer.Detta ledde till utvecklingen av höglegerat HDSS.
Korrosionsbeständigheten hos DSS beror på förhållandet mellan alfa- och gammafaserna och de Cr-, Mo- och W-utarmade regionerna 8, 9, 10 intill den andra fasen. HDSS innehåller hög halt av Cr, Mo och N11, så den har utmärkt korrosionsbeständighet och ett högt värde (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN.% wt.5), (Wt.5). % W) + 16 viktprocent N12. Dess utmärkta korrosionsbeständighet är beroende av en balanserad sammansättning som innehåller cirka 50 % ferrit (α) och 50 % austenit (γ), HDSS har bättre mekaniska egenskaper och högre motståndskraft än konventionell DSS13.Kloridkorrosionsegenskaper. Den förbättrade korrosionsbeständigheten utökar användningen av HDSS i mer korrosiva kloridmiljöer, såsom marina miljöer.
MIC är ett stort problem i många branscher som olje- och gas- och vattenverk14. MIC står för 20 % av alla korrosionsskador15. MIC är bioelektrokemisk korrosion som kan observeras i många miljöer. Biofilmer som bildas på metallytor förändrar de elektrokemiska förhållandena och påverkar därmed korrosionsprocessen. Det är allmänt trott att MIC-korrosionsfilmer orsakas av korrosionsfilmer. metaller för att få hållbar energi för att överleva17. Nyligen genomförda MIC-studier har visat att EET (extracellulär elektronöverföring) är den hastighetsbegränsande faktorn i MIC inducerad av elektrogena mikroorganismer.Zhang et al.18 visade att elektronmediatorer påskyndar elektronöverföring mellan Desulfovibrio sessificans-celler och 304 rostfritt stål, vilket leder till allvarligare MIC-attack.Enning et al.19 och Venzlaff et al.20 visade att korrosiva sulfatreducerande bakterier (SRB) biofilmer direkt kan absorbera elektroner från metallsubstrat, vilket resulterar i allvarlig gropfrätning.
DSS är känt för att vara mottagligt för MIC i miljöer som innehåller SRB, järnreducerande bakterier (IRB), etc. 21 . Dessa bakterier orsakar lokaliserad gropbildning på DSS-ytor under biofilmer22,23. Till skillnad från DSS är MIC för HDSS24 dåligt känd.
Pseudomonas aeruginosa är en gram-negativ rörlig stavformad bakterie som är allmänt spridd i naturen25. Pseudomonas aeruginosa är också en viktig mikrobiell grupp i den marina miljön, vilket orsakar MIC till stål. Pseudomonas är nära involverad i korrosionsprocesser och är erkänd som en pionjär i biofilm et al.28 och Yuan et al.29 visade att Pseudomonas aeruginosa har en tendens att öka korrosionshastigheten för mjukt stål och legeringar i vattenhaltiga miljöer.
Huvudsyftet med detta arbete var att undersöka MIC-egenskaperna hos 2707 HDSS orsakad av den marina aeroba bakterien Pseudomonas aeruginosa med hjälp av elektrokemiska metoder, ytanalytiska tekniker och korrosionsproduktanalys. Elektrokemiska studier inklusive Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR) utfördes för att studera MIC-beteendet hos 2707 HDSS.Energy dispersive spectrometer (EDS) analys utfördes för att hitta kemiska element på den korroderade ytan. Dessutom användes röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS) analys för att bestämma stabiliteten av oxidfilmpassivering under påverkan av en marin miljö innehållande Pseudomoskopisk laser, en mikroskopisk depothonas aer. SM).
Tabell 1 visar den kemiska sammansättningen av 2707 HDSS. Tabell 2 visar att 2707 HDSS har utmärkta mekaniska egenskaper med en sträckgräns på 650 MPa. Figur 1 visar den optiska mikrostrukturen för lösning värmebehandlad 2707 HDSS. Förlängda band av austenit- och ferritfaser kan innehålla utan senen i 50 % ferritstruktur utan sekundärfas och 50 % ferritstruktur. faser.
Figur 2a visar öppen kretspotential (Eocp) kontra exponeringstidsdata för 2707 HDSS i abiotiskt 2216E-medium och P. aeruginosa-buljong under 14 dagar vid 37 °C. Den visar att den största och signifikanta förändringen i Eocp sker inom de första 24 timmarna. Eocp-värdena i båda fallen nådde en topp vid -14 mCE och nådde sedan kraftigt vid -1 5 mV. ing -477 mV (vs. SCE) och -236 mV (vs. SCE) för det abiotiska provet respektive P).Pseudomonas aeruginosa kuponger, respektive. Efter 24 timmar var Eocp-värdet på 2707 HDSS för P. aeruginosa relativt stabilt vid -228 mV (mot SCE), medan motsvarande värde för icke-biologiska prover var ungefär -442 mV (mot SCE). Eocp var ganska låg förekomst av P.ugin
Elektrokemisk testning av 2707 HDSS-prover i abiotiskt medium och Pseudomonas aeruginosa-buljong vid 37 °C:
(a) Eocp som en funktion av exponeringstiden, (b) polarisationskurvor vid dag 14, (c) Rp som en funktion av exponeringstiden och (d) icorr som en funktion av exponeringstiden.
Tabell 3 listar de elektrokemiska korrosionsparametervärdena för 2 707 HDSS-prover exponerade för abiotiskt medium och Pseudomonas aeruginosa ympat medium under 14 dagar. Tangenterna för de anodiska och katodiska kurvorna extrapolerades för att komma fram till skärningspunkterna som gav korrosionsströmtäthet (βrfel) (βrfel) och korrosionspotential (E; c) enligt standardmetoder30,31.
Som visas i figur 2b, resulterade den uppåtgående förskjutningen av P. aeruginosa-kurvan i en ökning av Ecorr jämfört med den abiotiska kurvan. Icorr-värdet, som är proportionellt mot korrosionshastigheten, ökade till 0,328 μA cm-2 i Pseudomonas aeruginosa-provet, fyra gånger det för det icke-A-cm-biologiska provet (μ-A-2-7).
LPR är en klassisk oförstörande elektrokemisk metod för snabb korrosionsanalys. Den användes också för att studera MIC32. Figur 2c visar polarisationsresistansen (Rp) som en funktion av exponeringstiden. Ett högre Rp-värde betyder mindre korrosion. Inom de första 24 timmarna nådde Rp på 2707 HDSS ett maximalt värde på 4 cm295 cm25 för ett kbiotic-prov på 195 cm25 och ett maxvärde på 4 cm25 cm25. eudomonas aeruginosa-prover. Figur 2c visar också att Rp-värdet minskade snabbt efter en dag och sedan förblev relativt oförändrat under de kommande 13 dagarna. Rp-värdet för Pseudomonas aeruginosa-provet är cirka 40 kΩ cm2, vilket är mycket lägre än det icke-biologiska provet på 450 kΩ cm2.
Icorr-värdet är proportionellt mot den enhetliga korrosionshastigheten. Dess värde kan beräknas från följande Stern-Geary-ekvation,
Efter Zou et al.33, antogs ett typiskt värde för Tafel-lutningen B i detta arbete vara 26 mV/dec. Figur 2d visar att icorr av det icke-biologiska 2707-provet förblev relativt stabilt, medan P. aeruginosa-provet fluktuerade kraftigt efter de första 24 timmarna. Icorr-värdena var högre än kontrollen av den icke-deliga storleken på P. aeruginosa-provet. trenden överensstämmer med resultaten av polarisationsresistansen.
EIS är en annan oförstörande teknik som används för att karakterisera elektrokemiska reaktioner vid korroderade gränssnitt. Impedansspektra och beräknade kapacitansvärden för prover exponerade för abiotiska medier och Pseudomonas aeruginosa-lösning, Rb-resistens av passiv film/biofilm bildad på ytan av provet, Cctl laddningsöverföringsresistans (CcapaL-element) och PhaCt-element (PhaC) (CPE) parametrar. Dessa parametrar analyserades ytterligare genom att anpassa data med hjälp av en ekvivalent krets (EEC) modell.
Figur 3 visar typiska Nyquist-plottar (a och b) och Bode-plots (a' och b') av 2707 HDSS-prover i abiotiskt medium och P. aeruginosa-buljong för olika inkubationstider. Diametern på Nyquistringen minskar i närvaro av Pseudomonas aeruginosa. Bode-diagrammet visar den totala avslappningstiden (fig. 3b) den totala avslappningstiden (fig. 3b). kan tillhandahållas av fasmaxima.Figur 4 visar de monolager (a) och dubbellager (b) baserade fysiska strukturerna och deras motsvarande EECs.CPE introduceras i EEC-modellen. Dess admittans och impedans uttrycks enligt följande:
Två fysiska modeller och motsvarande ekvivalenta kretsar för att passa impedansspektrumet för 2707 HDSS-provet:
där Y0 är storleken på CPE, j är det imaginära talet eller (-1)1/2, ω är vinkelfrekvensen och n är CPE-effektindexet mindre än unity35. Inversen av laddningsöverföringsmotståndet (dvs. 1/Rct) motsvarar korrosionshastigheten. Mindre Rct betyder snabbare korrosionshastighet av 4 dagar P12eu. s aeruginosa-prover nådde 32 kΩ cm2, mycket mindre än 489 kΩ cm2 för de icke-biologiska proverna (tabell 4).
CLSM-bilderna och SEM-bilderna i figur 5 visar tydligt att biofilmtäckningen på ytan av 2707 HDSS-exemplaret efter 7 dagar är tät. Efter 14 dagar var biofilmtäckningen dock sparsam och några döda celler uppträdde. Tabell 5 visar biofilmtjockleken på 2707 HDSS-prover efter 7 dagars exponering för maximal biofilm till 7 P. 3,4 μm efter 7 dagar till 18,9 μm efter 14 dagar. Den genomsnittliga biofilmtjockleken bekräftade också denna trend. Den minskade från 22,2 ± 0,7 μm efter 7 dagar till 17,8 ± 1,0 μm efter 14 dagar.
(a) 3D CLSM-bild efter 7 dagar, (b) 3D CLSM-bild efter 14 dagar, (c) SEM-bild efter 7 dagar och (d) SEM-bild efter 14 dagar.
EDS avslöjade kemiska element i biofilmer och korrosionsprodukter på prover som exponerats för P. aeruginosa i 14 dagar. Figur 6 visar att innehållet av C, N, O och P i biofilmer och korrosionsprodukter är mycket högre än det i bara metaller, eftersom dessa grundämnen är förknippade med biofilmer och deras metaboliter. Mikroberna av järn och järn behöver bara spårmängder av järn och järn i järn och järn. sionsprodukter på ytan av proverna indikerar att metallmatrisen har förlorat element på grund av korrosion.
Efter 14 dagar observerades gropbildning med och utan P. aeruginosa i 2216E-medium. Före inkubation var provytan slät och defektfri (Fig. 7a). Efter inkubation och avlägsnande av biofilm och korrosionsprodukter undersöktes de djupaste groparna på ytan av proverna, som visades i CLSM-ytan på ytan, som inte visades i CLSM 7. -biologiska kontrollprover (maximalt gropdjup 0,02 μm). Det maximala gropdjupet orsakat av Pseudomonas aeruginosa var 0,52 μm efter 7 dagar och 0,69 μm efter 14 dagar, baserat på det genomsnittliga maximala gropdjupet av 3 prover (10:e värden max 2 prover) 10:e max 2 djup. μm respektive 0,52 ± 0,15 μm (tabell 5). Dessa gropdjupsvärden är små men viktiga.
(a) Före exponering, (b) 14 dagar i abiotiskt medium och (c) 14 dagar i Pseudomonas aeruginosa-buljong.
Figur 8 visar XPS-spektra för olika provytor, och de kemiska sammansättningarna som analyserats för varje yta sammanfattas i Tabell 6. I Tabell 6 var atomprocenthalterna Fe och Cr i närvaro av P. aeruginosa (prov A och B) mycket lägre än de för de icke-biologiska kontrollproverna (prov C och a D). till fyra toppkomponenter med bindningsenergi (BE)-värden på 574,4, 576,6, 578,3 och 586,8 eV, vilket kan hänföras till Cr, Cr2O3, CrO3 respektive Cr(OH)3 (Fig. 9a och b). För icke-biologiska prover innehåller de två Crle-5-topparna Crle-5 huvudtopp (0-7 huvudtopp (0). V för BE) och Cr2O3 (575,90 eV för BE) i Fig. 9c respektive d. Den mest slående skillnaden mellan de abiotiska och P. aeruginosa-proverna var närvaron av Cr6+ och en högre relativ fraktion av Cr(OH)3 (BE på 586,8 eV) under biofilmen.
Det breda XPS-spektrat för ytan av 2707 HDSS-provet i de två medierna är 7 dagar respektive 14 dagar.
(a) 7 dagars exponering för P. aeruginosa, (b) 14 dagars exponering för P. aeruginosa, (c) 7 dagar i abiotiskt medium och (d) 14 dagar i abiotiskt medium.
HDSS uppvisar höga nivåer av korrosionsbeständighet i de flesta miljöer. Kim et al.2 rapporterade att UNS S32707 HDSS definierades som en höglegerad DSS med ett PREN på mer än 45. PREN-värdet för 2707 HDSS-exemplaret i detta arbete var 49. Detta beror på dess höga krominnehåll och höga molybden- och Ni-nivåer, som är fördelaktiga i sura och högbalanserade klorid- och mikrostrukturdefekter miljöer. stabilitet och korrosionsbeständighet. Men trots sin utmärkta kemiska resistens tyder experimentella data i detta arbete på att 2707 HDSS inte är helt immun mot MIC från P. aeruginosa biofilmer.
Elektrokemiska resultat visade att korrosionshastigheten för 2707 HDSS i P. aeruginosa-buljong ökade markant efter 14 dagar jämfört med icke-biologiskt medium. I figur 2a observerades en minskning av Eocp i både abiotiskt medium och P. aeruginosa-buljong under de första 24 timmarna. Nivån av biologiskt Eocp var dock mycket högre än för icke-biologiskt Eocp. Det finns anledning att tro att denna skillnad beror på P. aeruginosa biofilmbildning. I fig. 2d, i närvaro av P. aeruginosa, nådde icorr-värdet för 2707 HDSS 0,627 μA cm-2, vilket var en högre kontroll av storleksordningen a cm-2, vilket var en kontroll av storleksordningen a.0. μA cm-2), vilket överensstämde med Rct-värdet uppmätt av EIS.Under de första dagarna ökade impedansvärdena i P. aeruginosa-buljongen på grund av fastsättningen av P. aeruginosa-celler och bildandet av biofilmer. Men när biofilmen helt täcker ytan av provet, är den första skyddande biofilmen minskningen av biofilmen och biofilmens impedans. därför minskade korrosionsbeständigheten med tiden, och vidhäftningen av P. aeruginosa orsakade lokal korrosion. Trenderna i abiotiska medier var olika. Korrosionsbeständigheten för den icke-biologiska kontrollen var mycket högre än motsvarande värde för de prover som exponerats för P. aeruginosa buljong. Vidare, för abiotiska provvärden på 27 cm SS på HD 27 cm 8 dag 4, vilket var 15 gånger Rct-värdet (32 kΩ cm2) i närvaro av P. aeruginosa. Därför har 2707 HDSS utmärkt korrosionsbeständighet i en steril miljö, men är inte resistent mot MIC-angrepp av P. aeruginosa-biofilmer.
Dessa resultat kan också observeras från polarisationskurvorna i fig. 2b. Den anodiska förgreningen tillskrevs Pseudomonas aeruginosa biofilmbildning och metalloxidationsreaktioner. Samtidigt är den katodiska reaktionen reduktionen av syre. Närvaron av P. aeruginosa ökade kraftigt korrosionsströmdensiteten, ungefär en storleksordning på biofilmen. s lokaliserad korrosion av 2707 HDSS. Yuan et al29 fann att korrosionsströmtätheten på 70/30 Cu-Ni-legering ökade under utmaning av P. aeruginosa biofilm. Detta kan bero på biokatalysen av syrereduktion av Pseudomonas aeruginosa biofilmer. Denna observation av HD7SS kan också ha mindre syrehalt i denna biofilm. under dem. Därför kan misslyckandet med att återpassivera metallytan med syre vara en bidragande faktor till MIC i detta arbete.
Dickinson et al.38 antydde att hastigheten för kemiska och elektrokemiska reaktioner kan påverkas direkt av den metaboliska aktiviteten hos fastsittande bakterier på ytan av provet och arten av korrosionsprodukterna. Som visas i figur 5 och tabell 5 minskade både cellantalet och biofilmtjockleken efter 14 dagar. Detta kan rimligen förklaras att efter 14 dagar dör de flesta ytan av HD2 till nuSS2 av HD-celler på 14 dagar. trientutarmning i 2216E-mediet eller frisättning av giftiga metalljoner från 2707 HDSS-matrisen. Detta är en begränsning av batchexperiment.
I detta arbete främjade P. aeruginosa-biofilmen den lokala utarmningen av Cr och Fe under biofilmen på 2707 HDSS-ytan (Fig. 6). I tabell 6, minskningen av Fe och Cr i prov D jämfört med prov C, vilket indikerar att löst Fe och Cr orsakat av P. aeruginosa-biofilmen kvarstod under de första 221 dagarna som användes. 700 ppm Cl-, vilket är jämförbart med det som finns i naturligt havsvatten. Närvaron av 17700 ppm Cl- var den främsta orsaken till minskningen av Cr i de 7- och 14-dagars abiotiska proverna som analyserades av XPS. Jämfört med P. aeruginosa-proverna var upplösningen av Cr i abiotiska miljöer mot de starka abiotiska proverna av HD70 mycket mindre 270 du-biotiska. 9 visar närvaron av Cr6+ i passiveringsfilmen. Det kan vara involverat i avlägsnandet av Cr från stålytor med P. aeruginosa biofilmer, som föreslagits av Chen och Clayton.
På grund av bakterietillväxt var pH-värdena i mediet före och efter odling 7,4 respektive 8,2. Under P. aeruginosa biofilm är det därför osannolikt att korrosion av organisk syra kommer att vara en bidragande faktor till detta arbete på grund av det relativt höga pH-värdet i bulkmediet. pH-värdet i det icke-biologiska mediet ändrades inte avsevärt under en initial kontroll. 14-dagars testperioden. Ökningen av pH i inokuleringsmediet efter inkubation berodde på den metaboliska aktiviteten hos P. aeruginosa och visade sig ha samma effekt på pH i frånvaro av testremsor.
Som visas i figur 7 var det maximala gropdjupet som orsakades av P. aeruginosa biofilm 0,69 μm, vilket var mycket större än det för det abiotiska mediet (0,02 μm). Detta överensstämmer med de elektrokemiska data som beskrivits ovan. 0,69 μm gropdjupet är mer än tio gånger mindre än 9 gånger värdet för D2 μm. dessa data visar att 2707 HDSS uppvisar bättre MIC-resistens jämfört med 2205 DSS. Detta borde inte komma som någon överraskning, eftersom 2707 HDSS har ett högre krominnehåll, vilket ger en längre varaktig passivering, på grund av den balanserade fasstrukturen utan skadliga sekundära utfällningar, vilket gör det svårare för P. aeruginosa att depassiva klippa och depassiva punkter.
Sammanfattningsvis hittades MIC-gropar på ytan av 2707 HDSS i P. aeruginosa-buljong jämfört med försumbar gropbildning i abiotiska medier. Detta arbete visar att 2707 HDSS har bättre MIC-resistens än 2205 DSS, men den är inte helt immun mot MIC på grund av P. aeruginosa biofilm.
Kupongen för 2707 HDSS tillhandahålls av School of Metallurgy of Northeastern University (NEU) i Shenyang, Kina. Elementarsammansättningen av 2707 HDSS visas i tabell 1, som analyserades av NEU Materials Analysis and Testing Department. Alla prover lösningsbehandlades vid 1180 °C under 1 timmes HDSS-exponeringstestning eller 7-0 SS-testning i 1 timme. Osed yta på 1 cm2 polerades till 2000 grit med kiselkarbidpapper och polerades ytterligare med en 0,05 μm Al2O3 pulversuspension. Sidorna och botten skyddas av inert färg. Efter torkning sköljdes proverna med sterilt avjoniserat vatten och steriliserades med 75 % luft-/v) violet (Ul-V) sedan violet foryv. ) tänd i 0,5 timmar före användning.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099-stam köptes från Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Kina. Pseudomonas aeruginosa odlades aerobt vid 37°C i 250 ml-kolvar och 500 ml elektrokemiska glasceller med hjälp av Marine mediumtechnology, Q6E, Co., Ltd. Medium (g/L): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2S04, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2, 0303H001, 0,034, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2. 3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 pepton, 1,0 jästextrakt och 0,1 ferricitrat. Autoklavera vid 121°C i 20 minuter före ympning. Räkna fastsittande och planktoniska celler med hjälp av en hemocytometer under ett ljusmikroskop av en 0,00 ktonisk koncentration i magnonasdomen direkt efter den första ljusmikroskopet vid 40 pkt. ockulationen var ungefär 106 celler/ml.
Elektrokemiska tester utfördes i en klassisk glascell med tre elektroder med en medelvolym på 500 ml. En platinaskiva och en mättad kalomelelektrod (SCE) kopplades till reaktorn via Luggin-kapillärer fyllda med saltbryggor, som tjänade som mot- respektive referenselektroder. För att göra arbetselektroderna fästes en gummitråd med ca 1 cm oximen. 2 av exponerad enkelsidig yta för arbetselektroden. Under elektrokemiska mätningar placerades prover i 2216E-medium och hölls vid en konstant inkubationstemperatur (37 °C) i ett vattenbad. OCP, LPR, EIS och potentiell dynamisk polarisationsdata mättes med hjälp av en Autolab-potentiostat (Reference 600TM, Inc. Gamrys records of 0, Inc. mV s-1 över intervallet -5 och 5 mV med Eocp och en samplingsfrekvens på 1 Hz.EIS utfördes med en sinusvåg i frekvensområdet 0,01 till 10 000 Hz med användning av en 5 mV applicerad spänning vid stabilt tillstånd Eocp. Innan potentialsvepet nåddes tills ett st-polärt fritt kretsvärde uppnåddes potentialsvepet tills en st-pol-kurvor nåddes. körs från -0,2 till 1,5 V vs. Eocp vid en skanningshastighet på 0,166 mV/s. Varje test upprepades 3 gånger med och utan P. aeruginosa.
Prover för metallografisk analys polerades mekaniskt med 2000 grit vått SiC-papper och polerades sedan ytterligare med 0,05 μm Al2O3-pulversuspension för optisk observation. Metallografisk analys utfördes med ett optiskt mikroskop. Proverna etsades med 10 viktprocent kaliumhydroxidlösning 43.
After incubation, samples were washed 3 times with phosphate-buffered saline (PBS) solution (pH 7.4 ± 0.2) and then fixed with 2.5% (v/v) glutaraldehyde for 10 hours to fix biofilms.It was subsequently dehydrated with a graded series (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% and 100% v/v) of ethanol before air drying.Finally, the surface of the sample is sputtered with a gold film to provide conductivity for SEM observation.The SEM images were focused on the spots with the most sessile P. aeruginosa cells on the surface of each specimen.Perform EDS analysis to find chemical elements.A Zeiss Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany) was used to measure the pit depth.In order to observe the corrosion pits under the biofilm, the test piece was first cleaned according to the Chinese National Standard (CNS) GB/T4334.4-2000 to remove the corrosion products and biofilm on the surface of the test piece.
Röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS, ESCALAB250 ytanalyssystem, Thermo VG, USA)-analys utfördes med användning av en monokromatisk röntgenkälla (aluminium Kα-linje vid 1500 eV energi och 150 W effekt) över ett brett bindningsenergiområde 0 under standardförhållanden –1350 eV eV 5-stegsupplösnings- och 0-stegsupplösnings- och 0-stegsenergi. storlek.
De inkuberade proverna togs bort och sköljdes försiktigt med PBS (pH 7,4 ± 0,2) i 15 s45. För att observera den bakteriella livsdugligheten hos biofilmerna på proverna färgades biofilmerna med LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, USA fluorescent green, fluorescent, fluores- SY, fluorescent två). 9 färgämne och ett rött fluorescerande propidiumjodid (PI) färgämne. Under CLSM representerar prickar med fluorescerande grönt och rött levande respektive döda celler. För färgning inkuberades en 1 ml blandning innehållande 3 μl SYTO-9 och 3 μl PI-lösning i 20 minuter vid rumstemperatur i 20 minuter vid rumstemperatur (och observerades i 20 minuter vid rumstemperatur och två grader). längder (488 nm för levande celler och 559 nm för döda celler) med användning av en Nikon CLSM-maskin (C2 Plus, Nikon, Japan). Biofilmtjockleken mättes i 3D-skanningsläge.
Hur man citerar denna artikel: Li, H. et al. Mikrobiell korrosion av 2707 superduplex rostfritt stål av marina Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Sprickbildning av spänningskorrosion av LDX 2101 duplext rostfritt stål i kloridlösning i närvaro av thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effekt av lösningsvärmebehandling och kväve i skyddsgas på gropkorrosionsbeständighet hos svetsar av superduplex rostfritt stål.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. En jämförande kemisk studie av mikrobiell och elektrokemiskt inducerad gropkorrosion i 316L rostfritt stål.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Elektrokemiskt beteende hos 2205 duplext rostfritt stål i alkaliska lösningar med olika pH i närvaro av klorid.Electtrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Effekten av marina biofilmer på korrosion: en kortfattad recension.Electtrochim.Journal.54, 2-7 (2008).