Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta para sa CSS. Para sa pinakamahusay na karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer). Pansamantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipapakita namin ang site nang walang mga istilo at JavaScript.
Ang microbial corrosion (MIC) ay isang seryosong problema sa maraming industriya dahil maaari itong magdulot ng malaking pagkalugi sa ekonomiya.2707 super duplex na hindi kinakalawang na asero (2707 HDSS) ay ginamit sa marine environment dahil sa mahusay nitong paglaban sa kemikal. Gayunpaman, ang paglaban nito sa MIC ay hindi naipakita sa eksperimentong paraan. Ang electrochemical analysis ay nagpakita na sa pagkakaroon ng Pseudomonas aeruginosa biofilm sa 2216E medium, nagkaroon ng positibong pagbabago sa corrosion potential at pagtaas ng corrosion current density. Ang X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis ay nagpakita ng pagbaba sa Cr content sa ibabaw ng specimen sa ilalim ng biofilm.Imaging analysis ng P.0th arug μ ay nagpakita na ang P.0th arug μsa biofilm ay nagpakita na ang pagsusuri ng P.0th arug μsa ng P. m sa loob ng 14 na araw ng pagpapapisa ng itlog. Bagama't ito ay maliit, ito ay nagpapahiwatig na ang 2707 HDSS ay hindi ganap na immune sa MIC ng P. aeruginosa biofilms.
Ang duplex stainless steels (DSS) ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya para sa kanilang perpektong kumbinasyon ng mahusay na mekanikal na mga katangian at corrosion resistance1,2.Gayunpaman, ang localized pitting ay nangyayari pa rin at ito ay nakakaapekto sa integridad ng bakal na ito3,4.DSS ay hindi lumalaban sa microbial corrosion (MIC)5,6.Sa kabila ng malawak na hanay ng mga aplikasyon ng DSS, ang DSS ay nangangahulugan na hindi sapat ang mga materyales na ito na may mahabang panahon. kinakailangan ang mas mataas na resistensya sa kaagnasan. Nalaman ni Jeon et al7 na kahit na ang mga super duplex stainless steel (SDSS) ay may ilang mga limitasyon sa mga tuntunin ng resistensya ng kaagnasan. Samakatuwid, ang mga super duplex na hindi kinakalawang na asero (HDSS) na may mas mataas na resistensya sa kaagnasan ay kinakailangan sa ilang mga aplikasyon. Ito ay humantong sa pagbuo ng mataas na haluang metal na HDSS.
Ang resistensya ng kaagnasan ng DSS ay nakasalalay sa ratio ng alpha at gamma phase at ang Cr, Mo at W na naubos na mga rehiyon 8, 9, 10 na katabi ng ikalawang yugto. Ang HDSS ay naglalaman ng mataas na nilalaman ng Cr, Mo at N11, kaya ito ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan at isang mataas na halaga (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) na tinutukoy ng +wt.3% Mo (PREN) wt% W) + 16 wt% N12. Ang mahusay na resistensya ng kaagnasan nito ay nakasalalay sa isang balanseng komposisyon na naglalaman ng humigit-kumulang 50% ferrite (α) at ​​50% austenite (γ) na mga phase, ang HDSS ay may mas mahusay na mekanikal na mga katangian at mas mataas na resistensya kaysa sa kumbensyonal na DSS13.Mga katangian ng kaagnasan ng klorido. Ang pinahusay na paglaban sa kaagnasan ay nagpapalawak sa paggamit ng HDSS sa mas nakakaagnas na mga kapaligirang klorido, gaya ng mga kapaligirang dagat.
Ang mga MIC ay isang pangunahing problema sa maraming mga industriya tulad ng langis at gas at mga kagamitan sa tubig. nagpapanatili ng enerhiya upang mabuhay17. Ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral ng MIC na ang EET (extracellular electron transfer) ay ang rate-limiting factor sa MIC na dulot ng mga electrogenic microorganism.Zhang et al.18 ay nagpakita na ang mga electron mediator ay nagpapabilis ng paglipat ng elektron sa pagitan ng Desulfovibrio sessificans cells at 304 stainless steel, na humahantong sa mas matinding pag-atake ng MIC. Enning et al.19 at Venzlaff et al.20 ay nagpakita na ang corrosive sulfate-reducing bacteria (SRB) biofilms ay maaaring direktang sumipsip ng mga electron mula sa metal substrates, na nagreresulta sa matinding pitting corrosion.
Ang DSS ay kilala na madaling kapitan ng MIC sa mga kapaligirang naglalaman ng SRB, iron-reducing bacteria (IRB), atbp. 21 . Ang mga bacteria na ito ay nagdudulot ng localized pitting sa mga ibabaw ng DSS sa ilalim ng biofilms22,23. Hindi tulad ng DSS, ang MIC ng HDSS24 ay hindi gaanong kilala.
Ang Pseudomonas aeruginosa ay isang gram-negative na motile rod-shaped bacterium na malawakang ipinamamahagi sa kalikasan25. Ang Pseudomonas aeruginosa ay isa ring pangunahing microbial group sa marine environment, na nagiging sanhi ng MIC sa steel. Ang Pseudomonas ay malapit na kasangkot sa mga proseso ng corrosion at kinikilala bilang isang pioneer colonizer sa panahon ng biofilm formation.28 at Yuan et al.29 ay nagpakita na ang Pseudomonas aeruginosa ay may tendensiya na tumaas ang rate ng kaagnasan ng banayad na bakal at mga haluang metal sa may tubig na mga kapaligiran.
Ang pangunahing layunin ng gawaing ito ay upang siyasatin ang mga katangian ng MIC ng 2707 HDSS na dulot ng marine aerobic bacterium na Pseudomonas aeruginosa gamit ang mga electrochemical method, surface analytical techniques at corrosion product analysis.Electrochemical studies kabilang ang Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR), Potensyal na Polarization Resistance (LPR), Electrochemical na pag-aaral sa Dymic na Impedization, Electrochemical Impedization, at Electrochemical Impedization. ng 2707 HDSS.Energy dispersive spectrometer (EDS) analysis ay isinagawa upang mahanap ang mga elemento ng kemikal sa corroded surface.Sa karagdagan, ang X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis ay ginamit upang matukoy ang katatagan ng oxide film passivation sa ilalim ng impluwensya ng isang marine environment na naglalaman ng Pseudomonas aeruginosa.Ang lalim ng pit ng CLSM ay sinusukat sa ilalim ng isang mikroskopyo ng laser na sinusukat sa ilalim ng confoscope.
Ang talahanayan 1 ay naglilista ng kemikal na komposisyon ng 2707 HDSs.Table 2 ay nagpapakita na ang 2707 HDS ay may mahusay na mga katangian ng mekanikal na may lakas na ani ng 650 mPa.Figure 1 ay nagpapakita ng optical microstructure ng solusyon na ginagamot ng 2707 HDSs.elongated band ng austenite at ferrite phase nang walang pangalawang phases ay maaaring makita sa microstructure na naglalaman ng tungkol sa 50% austenite at 50% na ferite.
Ipinapakita ng Figure 2a ang open circuit potential (Eocp) versus exposure time data para sa 2707 HDSS sa abiotic 2216E medium at P. aeruginosa broth sa loob ng 14 na araw sa 37 °C. Ipinapakita nito na ang pinakamalaki at makabuluhang pagbabago sa Eocp ay nangyayari sa loob ng unang 24 na oras. Ang Eocp values ​​​​sa parehong mga kaso ay umabot nang matalim sa -145 hCE at humigit-kumulang -145 hCE. 477 mV (vs. SCE) at -236 mV (vs. SCE) para sa abiotic sample at P, ayon sa pagkakabanggit ).Pseudomonas aeruginosa coupon, ayon sa pagkakabanggit.Pagkalipas ng 24 na oras, ang Eocp value na 2707 HDSS para sa P. aeruginosa ay medyo stable sa -228 mV (vs. SCE), habang ang katumbas na value para sa non-biological sample ay humigit-kumulang -442 mV (vs. SCE).
Electrochemical testing ng 2707 HDSS specimens sa abiotic medium at Pseudomonas aeruginosa broth sa 37 °C:
(a) Eocp bilang function ng exposure time, (b) polarization curves sa araw na 14, (c) Rp bilang function ng exposure time at (d) icorr bilang function ng exposure time.
Inililista ng Talahanayan 3 ang mga halaga ng electrochemical corrosion parameter ng 2707 HDSS samples na nakalantad sa abiotic medium at Pseudomonas aeruginosa inoculated medium sa loob ng 14 na araw. Ang mga tangent ng anodic at cathodic curves ay na-extrapolated upang makarating sa mga intersection na nagbubunga ng corrosion current density (icorr), corrosion β na pamantayan at mga pamamaraan ng kaagnasan (Ecorr β β) at potensyal na kaagnasan (Ecorrosion β β) at potensyal na (Ecorrosion β β c) (Ecorrosion α β na pamantayan ng mga pamamaraan ng (Tafel β) at potensyal na kaagnasan ,31.
Tulad ng ipinapakita sa Figure 2b, ang pataas na paglilipat ng P. aeruginosa curve ay nagresulta sa pagtaas ng Ecorr kumpara sa abiotic curve. Ang halaga ng icorr, na proporsyonal sa rate ng kaagnasan, ay tumaas sa 0.328 μA cm-2 sa sample ng Pseudomonas aeruginosa, apat na beses kaysa sa non-biological sample (0μ2 μ2).
Ang LPR ay isang klasikong non-destructive electrochemical method para sa mabilis na pagtatasa ng corrosion. Ginamit din ito para pag-aralan ang MIC32. Ipinapakita ng Figure 2c ang polarization resistance (Rp) bilang function ng exposure time. Ang mas mataas na halaga ng Rp ay nangangahulugan ng mas kaunting corrosion. Sa loob ng unang 24 na oras, ang Rp ng 2707 HDSS ay umabot sa maximum na halaga na 19255 kΩs cm2 kΩs at abiotics cm2udoms aeruginosa samples. Ipinapakita rin ng Figure 2c na ang halaga ng Rp ay mabilis na bumaba pagkatapos ng isang araw at pagkatapos ay nanatiling medyo hindi nagbabago para sa susunod na 13 araw. Ang halaga ng Rp ng sample na Pseudomonas aeruginosa ay humigit-kumulang 40 kΩ cm2, na mas mababa kaysa sa 450 kΩ cm2 na halaga ng non-biological sample.
Ang halaga ng icorr ay proporsyonal sa pare-parehong rate ng kaagnasan. Maaaring kalkulahin ang halaga nito mula sa sumusunod na equation ng Stern-Geary,
Kasunod ni Zou et al.33, isang tipikal na halaga ng Tafel slope B sa gawaing ito ay ipinapalagay na 26 mV/dec. Ipinapakita ng Figure 2d na ang icorr ng non-biological 2707 sample ay nanatiling medyo stable, habang ang P. aeruginosa sample ay nag-iba-iba nang malaki pagkatapos ng unang 24 na oras. Ang trend na ito ay pare-pareho sa mga resulta ng paglaban sa polariseysyon.
Ang EIS ay isa pang hindi mapanirang pamamaraan na ginagamit upang makilala ang mga electrochemical reaction sa corroded interface. Impedance spectra at kinakalkula na mga halaga ng capacitance ng mga specimen na nakalantad sa abiotic media at Pseudomonas aeruginosa solution, Rb resistance ng passive film/biofilm na nabuo sa ibabaw ng specimen, Rct charge transfer resistance, Cdl electric double layer na parameter at parameter ng QCPEDL na capacitance ng PhCPse. s ay karagdagang nasuri sa pamamagitan ng pag-angkop ng data gamit ang isang katumbas na modelo ng circuit (EEC).
Ang Figure 3 ay nagpapakita ng mga tipikal na Nyquist plots (a at b) at Bode plots (a' and b') ng 2707 HDSS samples sa abiotic medium at P. aeruginosa broth para sa iba't ibang incubation times. Bumababa ang diameter ng Nyquist ring sa pagkakaroon ng Pseudomonas aeruginosa. Ang Bode plot ay nagpapakita ng pagtaas ng ignitation ng kabuuang oras ng magnitation (Fig. 3b) ang pare-pareho ay maaaring ibigay ng phase maxima. Ipinapakita ng Figure 4 ang monolayer (a) at bilayer (b) na nakabatay sa mga pisikal na istruktura at ang kanilang mga kaukulang EEC. Ang CPE ay ipinakilala sa modelong EEC. Ang pagpasok at impedance nito ay ipinahayag tulad ng sumusunod:
Dalawang pisikal na modelo at katumbas na katumbas na mga circuit para sa pag-angkop sa impedance spectrum ng 2707 HDSS specimen:
kung saan ang Y0 ay ang magnitude ng CPE, ang j ay ang haka-haka na numero o (-1)1/2, ang ω ay ang angular frequency, at ang n ay ang CPE power index na mas mababa sa pagkakaisa35. Ang kabaligtaran ng paglaban sa paglipat ng singil (ibig sabihin, 1/Rct) ay tumutugma sa rate ng kaagnasan. Ang mas maliit na Rct ay nangangahulugan ng mas mabilis na rate ng kaagnasan 14. Ang Rct ay nangangahulugan ng mas mabilis na rate ng kaagnasan 14. Ang Afct na araw ng incubator ay 14 na araw. ang mga sample ay umabot sa 32 kΩ cm2, mas maliit kaysa sa 489 kΩ cm2 ng mga non-biological sample (Talahanayan 4).
Ang mga imahe ng CLSM at mga imahe ng SEM sa Figure 5 ay malinaw na nagpapakita na ang saklaw ng biofilm sa ibabaw ng 2707 HDSS specimen pagkatapos ng 7 araw ay siksik. Gayunpaman, pagkatapos ng 14 na araw, ang saklaw ng biofilm ay kalat-kalat at lumitaw ang ilang mga patay na selula. Ipinapakita ng Talahanayan 5 ang kapal ng biofilm sa 2707 HDSS specimens pagkatapos ng maximum na kapal ng biofilm sa 14 na araw ay nagbago mula sa 4 na biofilm sa P.7 at 4 na araw. μm pagkatapos ng 7 araw hanggang 18.9 μm pagkatapos ng 14 na araw. Kinumpirma rin ng average na kapal ng biofilm ang trend na ito. Bumaba ito mula 22.2 ± 0.7 μm pagkatapos ng 7 araw hanggang 17.8 ± 1.0 μm pagkatapos ng 14 na araw.
(a) 3-D CLSM na imahe pagkatapos ng 7 araw, (b) 3-D CLSM na imahe pagkatapos ng 14 na araw, (c) SEM na imahe pagkatapos ng 7 araw at (d) SEM na imahe pagkatapos ng 14 na araw.
Ang EDS ay nagsiwalat ng mga elemento ng kemikal sa mga biofilm at mga produkto ng kaagnasan sa mga sample na nakalantad sa P. aeruginosa sa loob ng 14 na araw. Ipinapakita ng Figure 6 na ang nilalaman ng C, N, O, at P sa mga biofilm at mga produkto ng kaagnasan ay mas mataas kaysa doon sa mga hubad na metal, dahil ang mga elementong ito ay nauugnay sa mga biofilm at kanilang mga metabolite. Ang mga mikrobyo ay nangangailangan lamang ng mga antas ng corrogh at Crofilm na mga antas ng biofilm at mga biofilm. sa ibabaw ng mga specimen ay nagpapahiwatig na ang metal matrix ay nawalan ng mga elemento dahil sa kaagnasan.
Pagkatapos ng 14 na araw, ang pitting na may at walang P. aeruginosa ay naobserbahan sa 2216E medium. Bago ang pagpapapisa ng itlog, ang specimen surface ay makinis at walang depekto (Fig. 7a). Pagkatapos ng incubation at pagtanggal ng biofilm at corrosion na mga produkto, ang pinakamalalim na hukay sa ibabaw ng specimens ay napagmasdan sa ilalim ng Fig. No. -biological control samples (maximum pit depth 0.02 μm) 0.52 ± 0.15 μm, ayon sa pagkakabanggit (Talahanayan 5). Ang mga halaga ng lalim ng hukay na ito ay maliit ngunit mahalaga.
(a) Bago ang pagkakalantad, (b) 14 na araw sa abiotic medium at (c) 14 na araw sa Pseudomonas aeruginosa broth.
Ipinapakita ng Figure 8 ang XPS spectra ng iba't ibang sample surface, at ang mga kemikal na komposisyon na nasuri para sa bawat surface ay summarized sa Table 6. Sa Talahanayan 6, ang atomic percentage ng Fe at Cr sa presensya ng P. aeruginosa (samples A at B) ay mas mababa kaysa sa non-biological control samples (sample C at aerinosapve na Crug-level na sample). k component na may mga value ng binding energy (BE) na 574.4, 576.6, 578.3 at 586.8 eV, na maaaring maiugnay sa Cr, Cr2O3, CrO3 at Cr(OH)3, ayon sa pagkakabanggit (Fig. 9a at b). Para sa mga non-biological specimens, ang Cr2O3 na specimen para sa BE3p. at Cr2O3 (575.90 eV para sa BE) sa Fig. 9c at d, ayon sa pagkakabanggit. Ang pinaka-kapansin-pansing pagkakaiba sa pagitan ng abiotic at P. aeruginosa sample ay ang pagkakaroon ng Cr6+ at mas mataas na relative fraction ng Cr(OH)3 (BE ng 586.8 eV) sa ilalim ng biofilm.
Ang malawak na spectra ng XPS ng ibabaw ng 2707 HDSS specimen sa dalawang media ay 7 araw at 14 na araw, ayon sa pagkakabanggit.
(a) 7 araw ng pagkakalantad sa P. aeruginosa, (b) 14 na araw ng pagkakalantad sa P. aeruginosa, (c) 7 araw sa abiotic medium at (d) 14 na araw sa abiotic medium.
Ang HDSS ay nagpapakita ng mataas na antas ng corrosion resistance sa karamihan ng mga kapaligiran.Kim et al.2 ay nag-ulat na ang UNS S32707 HDSS ay tinukoy bilang isang mataas na haluang metal na DSS na may PREN na higit sa 45. Ang halaga ng PREN ng 2707 HDSS specimen sa gawaing ito ay 49. Ito ay dahil sa mataas na nilalaman ng chromium nito at mataas na antas ng molibdenum at Ni, na kapaki-pakinabang sa acidic at mataas na chloride na komposisyon, at kapaki-pakinabang na dagdag na mga micro-destructure at mataas na chloride na kapaligiran. paglaban sa kaagnasan.Gayunpaman, sa kabila ng mahusay na paglaban sa kemikal nito, iminumungkahi ng eksperimental na data sa gawaing ito na ang 2707 HDSS ay hindi ganap na immune sa MIC ng P. aeruginosa biofilms.
Ang mga resulta ng electrochemical ay nagpakita na ang corrosion rate ng 2707 HDSS sa P. aeruginosa broth ay tumaas nang malaki pagkatapos ng 14 na araw kumpara sa non-biological medium. , ang antas ng biological Eocp ay mas mataas kaysa sa non-biological na Eocp. May dahilan upang maniwala na ang pagkakaibang ito ay dahil sa P. aeruginosa biofilm formation. pare-pareho sa halaga ng Rct na sinusukat ng EIS. Sa unang ilang araw, tumaas ang mga halaga ng impedance sa sabaw ng P. aeruginosa dahil sa pagkakabit ng mga selulang P. aeruginosa at pagbuo ng mga biofilm. Gayunpaman, kapag ganap na natatakpan ng biofilm ang ibabaw ng specimen, bumababa ang impedance. Ang protective layer ay inaatake muna dahil sa pagbuo ng biofilm sa paglipas ng panahon ng biorefolite, at pagbaba ng panahon ng biofilm. Ang attachment ng P. aeruginosa ay nagdulot ng localized corrosion. Ang mga uso sa abiotic media ay iba. ng P. aeruginosa.Samakatuwid, ang 2707 HDSS ay may mahusay na resistensya sa kaagnasan sa isang sterile na kapaligiran, ngunit hindi lumalaban sa pag-atake ng MIC ng P. aeruginosa biofilms.
Ang mga resultang ito ay maaari ding maobserbahan mula sa mga polarization curves sa Fig. 2b. Ang anodic branching ay iniuugnay sa Pseudomonas aeruginosa biofilm formation at metal oxidation reactions. Kasabay nito ang cathodic reaction ay ang pagbabawas ng oxygen. Ang presensya ng P. aeruginosa ay lubhang nadagdagan ang corrosion current density, humigit-kumulang isang mas mataas na pagkakasunud-sunod ng magnitude na biofilm na kinokontrol sa lokal na P. aeruginosa. sion ng 2707 HDSS.Natuklasan ni Yuan et al29 na ang corrosion current density ng 70/30 Cu-Ni alloy ay tumaas sa ilalim ng hamon ng P. aeruginosa biofilm. Ito ay maaaring dahil sa biocatalysis ng oxygen reduction ng Pseudomonas aeruginosa biofilms. Ang pagmamasid na ito ay maaari ring ipaliwanag ang MIC ng 2707 HDSS na ito ay maaaring magkaroon din ng mas kaunting oxygen na film. -pag-passivate ang ibabaw ng metal sa pamamagitan ng oxygen ay maaaring maging isang kadahilanan na nag-aambag sa MIC sa gawaing ito.
Dickinson et al.38 ay nagmungkahi na ang mga rate ng kemikal at electrochemical na reaksyon ay maaaring direktang maapektuhan ng metabolic activity ng sessile bacteria sa ibabaw ng specimen at ang likas na katangian ng mga produkto ng kaagnasan. Gaya ng ipinapakita sa Figure 5 at Table 5, ang parehong cell number at biofilm kapal ay nabawasan pagkalipas ng 14 na araw. Ito ay maaaring makatwirang ipaliwanag na pagkatapos ng 14 na araw, ang karamihan sa mga nutrient ng HDSS ay nabawasan sa ibabaw ng mga selyula sa HDSS2. ang 2216E medium o ang paglabas ng mga nakakalason na metal ions mula sa 2707 HDSS matrix. Ito ay isang limitasyon ng mga batch na eksperimento.
Sa gawaing ito, isinulong ng P. aeruginosa biofilm ang lokal na pagkaubos ng Cr at Fe sa ilalim ng biofilm sa 2707 HDSS surface (Fig. 6). 7700 ppm Cl-, na maihahambing sa matatagpuan sa natural na tubig-dagat. Ang pagkakaroon ng 17700 ppm Cl- ang pangunahing dahilan ng pagbawas sa Cr sa 7- at 14 na araw na abiotic na sample na sinuri ng XPS. Kung ikukumpara sa P. aeruginosa sample, ang pagkatunaw ng Cr−70biotic na kapaligiran ay mas kaunting paglaban sa Cl−70biotic na kapaligiran dahil sa mga sample na abiotic na Cl−70. .Ipinapakita ng Figure 9 ang pagkakaroon ng Cr6+ sa passivation film.Maaaring kasangkot ito sa pag-alis ng Cr mula sa bakal na ibabaw ng P. aeruginosa biofilms, gaya ng iminungkahi nina Chen at Clayton.
Dahil sa paglaki ng bacterial, ang mga pH value ng medium bago at pagkatapos ng cultivation ay 7.4 at 8.2, ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, sa ibaba ng P. aeruginosa biofilm, ang organic acid corrosion ay hindi malamang na maging isang contributing factor sa gawaing ito dahil sa relatibong mataas na pH sa bulk medium. Ang pH ng non-biological control medium sa panahon ng 7.5 na araw ay hindi nagbago nang malaki sa isang 7.5 araw na control medium mula sa isang pangwakas na panahon ng 7.5 na araw mula sa isang panghuling yugto ng pagsubok (f14). .Ang pagtaas ng pH sa inoculation medium pagkatapos ng incubation ay dahil sa metabolic activity ng P. aeruginosa at natagpuang may parehong epekto sa pH sa kawalan ng test strips.
Tulad ng ipinapakita sa Figure 7, ang maximum pit depth na dulot ng P. aeruginosa biofilm ay 0.69 μm, na mas malaki kaysa sa abiotic medium (0.02 μm). Ito ay pare-pareho sa electrochemical data na inilarawan sa itaas. Ang 0.69 μm pit depth ay higit sa sampung beses na mas maliit kaysa sa 9.5 μm na mga kondisyon na ipinapakita sa ilalim ng parehong D .2 μm na halaga na ipinapakita sa ilalim ng 9.5 μ2 μm na halaga na naiulat sa ilalim ng parehong D. Ang 07 HDSS ay nagpapakita ng mas mahusay na resistensya ng MIC kumpara sa 2205 DSS. Hindi na ito nakakagulat, dahil ang 2707 HDSS ay may mas mataas na nilalaman ng chromium, na nagbibigay ng mas mahabang pangmatagalang passivation, dahil sa balanseng phase structure na walang nakakapinsalang secondary precipitates, na ginagawang mas mahirap para sa P. aeruginosa na mag-depassivate at magsimulang mag-eclipse.
Sa konklusyon, ang MIC pitting ay natagpuan sa ibabaw ng 2707 HDSS sa P. aeruginosa broth kumpara sa negligible pitting sa abiotic media. Ipinapakita ng gawaing ito na ang 2707 HDSS ay may mas mahusay na resistensya ng MIC kaysa sa 2205 DSS, ngunit hindi ito ganap na immune sa MIC dahil sa P. aeruginosa biofilm. Ang mga natuklasang ito ay nakakatulong sa hindi kinakalawang na kapaligiran ng serbisyo at ang pagpili ng mga pagtatantya ng naaangkop na buhay ng hindi kinakalawang na asero at ang pagpili ng mga pagtatantya na ito sa buhay ng hindi kinakalawang na asero.
Ang kupon para sa 2707 HDSS ay ibinibigay ng School of Metallurgy of Northeastern University (NEU) sa Shenyang, China. Ang elemental na komposisyon ng 2707 HDSS ay ipinapakita sa Talahanayan 1, na sinuri ng NEU Materials Analysis and Testing Department. Ang lahat ng mga sample ay ginagamot sa solusyon sa 1180 °C sa loob ng 1 oras na nalalantad sa ibabaw na may hugis ng HD2. Ang 1 cm2 ay pinakintab hanggang 2000 grit gamit ang silicon carbide paper at pinakintab pa gamit ang 0.05 μm Al2O3 powder suspension. Ang mga gilid at ibaba ay pinoprotektahan ng inert na pintura. Pagkatapos matuyo, ang mga specimen ay banlawan ng sterile deionized na tubig at isterilisado ng 75% (v/v) na ethanol. oras bago gamitin.
Ang Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 strain ay binili mula sa Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), China. Ang Pseudomonas aeruginosa ay pinalago nang aerobically sa 37°C sa 250 ml flasks at 500 ml electrochemical glass cells gamit ang Marine 2216E Liquid medium (Qingdao, Qingdao, Qingdao, Ltd., China. ): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, 0.08 SrBr2, 0.03, NH 0016 NH3, 0016 NaH2PO4 , 5.0 peptone, 1.0 yeast extract at 0.1 ferric citrate. I-autoclave sa 121°C sa loob ng 20 minuto bago inoculation. Bilangin ang sessile at planktonic na mga cell gamit ang hemocytometer sa ilalim ng light microscope sa 400nicX na inisyal na konsentrasyon ng cellauktocology sa plan na 4000nicX sa inisyal na celloccoculation. ay humigit-kumulang 106 na mga cell/ml.
Ang mga electrochemical test ay isinagawa sa isang klasikong three-electrode glass cell na may medium volume na 500 ml. Ang isang platinum sheet at isang saturated calomel electrode (SCE) ay konektado sa reactor sa pamamagitan ng Luggin capillaries na puno ng salt bridges, na nagsisilbing counter at reference electrodes, ayon sa pagkakabanggit. -sided surface area para sa gumaganang electrode.Sa panahon ng mga pagsukat ng electrochemical, ang mga sample ay inilagay sa 2216E medium at pinananatili sa isang pare-parehong temperatura ng inkubasyon (37 °C) sa isang paliguan ng tubig. Ang OCP, LPR, EIS at potensyal na data ng dynamic polarization ay sinusukat gamit ang isang Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., na sinusukat ang rate ng 1 ng pagsubok ng Gamry, Inc., USA). sa hanay ng -5 at 5 mV na may Eocp at isang sampling frequency na 1 Hz. Ang EIS ay isinagawa gamit ang isang sine wave sa frequency range na 0.01 hanggang 10,000 Hz gamit ang 5 mV na inilapat na boltahe sa steady state na Eocp. Bago ang potensyal na sweep, ang mga electrodes ay nasa open-circuit na mode na ang halaga ay naabot ng libre. 5 V vs. Eocp sa rate ng pag-scan na 0.166 mV/s. Ang bawat pagsubok ay inulit ng 3 beses na may at walang P. aeruginosa.
Ang mga specimen para sa metallographic analysis ay mekanikal na pinakintab gamit ang 2000 grit wet SiC paper at pagkatapos ay pinakintab pa gamit ang 0.05 μm Al2O3 powder suspension para sa optical observation. Ang metalographic analysis ay isinagawa gamit ang isang optical microscope. Ang mga specimen ay inukit ng 10 wt.% potassium hydroxide solution 43.
Pagkatapos ng pagpapapisa ng itlog, ang mga sample ay hinugasan ng 3 beses gamit ang phosphate-buffered saline (PBS) solution (pH 7.4 ± 0.2) at pagkatapos ay naayos na may 2.5% (v/v) glutaraldehyde sa loob ng 10 oras upang ayusin ang mga biofilms. Kasunod nito ay na-dehydrate ng graded series (50%, 0%, 0,9%, 60,9% 0% v/v) ng ethanol bago ang pagpapatuyo ng hangin. Sa wakas, ang ibabaw ng sample ay pinupunan ng gintong film upang magbigay ng conductivity para sa pagmamasid ng SEM. Ang mga imahe ng SEM ay nakatuon sa mga spot na may pinakamaraming sessile na P. aeruginosa na mga cell sa ibabaw ng bawat specimen. Magsagawa ng pagsusuri sa EDS upang mahanap ang mga elemento ng kemikal. lalim.Upang maobserbahan ang mga corrosion pits sa ilalim ng biofilm, ang test piece ay unang nilinis ayon sa Chinese National Standard (CNS) GB/T4334.4-2000 upang alisin ang mga corrosion na produkto at biofilm sa ibabaw ng test piece.
Ang X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 surface analysis system, Thermo VG, USA) ay isinagawa gamit ang isang monochromatic X-ray source (aluminum Kα line sa 1500 eV energy at 150 W power) sa isang malawak na binding energy range 0 sa ilalim ng standard na kundisyon –1350 eV. Ang high-resolution na eV2 ay naitala gamit ang eV2 na sukat ng enerhiya at eV2.
Ang mga incubated specimens ay inalis at malumanay na binanlawan gamit ang PBS (pH 7.4 ± 0.2) para sa 15 s45. Upang maobserbahan ang bacterial viability ng biofilms sa mga sample, ang biofilms ay nabahiran ng mantsa gamit ang LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR ay may flue-fluous, USA). at isang pulang fluorescent propidium iodide (PI) dye. Sa ilalim ng CLSM, ang mga tuldok na may fluorescent green at red ay kumakatawan sa mga buhay at patay na mga cell, ayon sa pagkakabanggit. Para sa paglamlam, ang isang 1 ml na halo na naglalaman ng 3 μl SYTO-9 at 3 μl na solusyon ng PI ay incubated sa loob ng 20 minuto sa temperatura ng silid (23 oC) sa madilim na haba (23 oC) na na-obserbahan sa madilim na haba (Af8 nm). mga cell at 559 nm para sa mga patay na selula) gamit ang isang Nikon CLSM machine (C2 Plus, Nikon, Japan). Sinukat ang kapal ng biofilm sa 3-D scanning mode.
Paano banggitin ang artikulong ito: Li, H. et al.Microbial corrosion ng 2707 super duplex stainless steel ng marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking ng LDX 2101 duplex stainless steel sa chloride solution sa pagkakaroon ng thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Epekto ng solution heat treatment at nitrogen sa shielding gas sa pitting corrosion resistance ng super duplex stainless steel welds.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Isang Comparative Chemical Study ng Microbial at Electrochemically Induced Pitting Corrosion sa 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Electrochemical na pag-uugali ng 2205 duplex na hindi kinakalawang na asero sa mga alkaline na solusyon ng iba't ibang pH sa pagkakaroon ng chloride.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ang epekto ng marine biofilms sa corrosion: a concise review.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).