工业材料的微生物腐蚀

综述了碳钢,不锈钢,铝合金,铜合金,镍合金,钛合金,混凝土及其它非金属材料微生物腐蚀研究中的一些新进展。     

材料的微生物腐蚀

微生物对材料的腐蚀和分解涉及到材料学、电化学、化学及生物学 .常见的有化工厂冷却水循环系统 ,热交换系统 ,石油开采、储存和运输系统 .此外 ,污水处理管道 ,饮用水管道 ,金属切割液等等都有微生物污染及其腐蚀 .腐蚀的材料涉及到金属和非金属 .1微生物对金属材料的腐蚀微生物对除Ｔｉ合金之外的所有金属材料均有腐蚀 .可根据不同条件分为好氧腐蚀和厌氧腐蚀 .好氧腐蚀 :由好氧菌引起的腐蚀 ,表现形式有两种 :一是造成氧差电池引起的腐蚀 .微生物附着处的氧相对缺乏而成为阳极 ,附近的表面上氧含量相对高而成为阴极 .电化学反应的结果是 …     

海洋环境中油气管道的微生物腐蚀研究进展

海上油气集输管道的腐蚀能够导致严重的环境风险和经济损失，其中微生物腐蚀一直以来被认为是造成该问题的主要因素之一。针对海洋环境油气管网中腐蚀性微生物的来源进行了分类，包括油藏内源性微生物、外注海水以及微生物采油（MEOR）引入的外源性微生物。分析了海底油藏储层中流体化学物质特性，确认其富含甲烷、硫化物、挥发性脂肪酸等，并依据内源微生物代谢及产物特征进行了分类，包括硫酸盐还原菌（SRB）、产甲烷菌、发酵菌以及铁还原菌（IRB）。同时，通过举例分析某油田采出水中微生物群落丰度特征，阐明了外源微生物长期受到油田开采环境胁迫后微生物群落的变化规律。在此基础上，进一步针对海上油气集输管网内涉及的微生物代谢产物理论、电活性微生物腐蚀理论以及腐蚀性微生物之间的协同与拮抗作用进行了全面的归纳总结。最后，对目前以纯培养或模式菌株混合培养为主要方式的微生物腐蚀研究中存在的问题进行了讨论，并对基于生物技术的新型防腐手段进行了展望。     

海洋微生物腐蚀的电化学研究方法

海洋微生物引起的腐蚀对海洋结构物造成了日益严重的危害,其特征是微生物附着于金属表面并形成聚合物膜－－生物膜,该生物膜改变了膜内的环境条件,并伴有微生物对电化学反应的催化过程,因此加速了金属的腐蚀。本文介绍了监测腐蚀电位,氧化还原电位、极化电阻、强极化技术,电化学阻抗谱、,电化学噪声、电化学表面成象,双区电池等方法在微生物腐蚀研究中的应用,指出了这些方法的使用条件和优缺点,为了保持微生物本身物活性,     

三种不同体系的微生物腐蚀及控制

介绍了"水一金属"、"油(水)-金属"和"水-混凝土"三种易发生微生物腐蚀体系的相关腐蚀机理和控制方法,重点阐述了不同体系中硫酸盐还原菌(SRB)的腐蚀过程,并从环境介质的pH值、溶解氧含量、溶液中某些特定离子、生物膜以及微生物之间的相互作用等方面对微生物腐蚀的影响因素进行了论述,并介绍了不同体系微生物腐蚀的控制方法.     

海洋用金属材料的微生物腐蚀研究进展

虽然海洋环境下所使用的金属材料的机械性能和耐蚀性能都较好,但近年来关于海洋工程材料腐蚀失效的报道却越来越多。以海洋环境下金属材料的腐蚀为背景,重点介绍了近年来逐渐引起人们重视的金属材料微生物腐蚀的研究进展。一些经典的腐蚀理论虽然能够解释一些微生物腐蚀现象,但是目前微生物腐蚀逐渐成为很多工业环境下普遍存在的严重问题,这些机理的片面性也就逐渐暴露出来。随着研究的深入,人们对微生物腐蚀机理的认识更加全面、深入。研究者逐步提出了基于生物能量学和生物电化学的微生物腐蚀理论,该理论引入了微生物胞外电子传递过程,解释了微生物为什么和如何腐蚀金属材料,并获得了学术界的普遍认可。为了解决传统抗微生物腐蚀方法的诸多不足,开发新型抗菌材料、研发环保型杀菌剂和杀菌剂增效剂将会为微生物腐蚀防治提供新思路。     

金属表面混合微生物腐蚀及分析方法研究进展

微生物腐蚀研究一直都是金属腐蚀领域关注的热点,微生物种类的不同,对金属材料的腐蚀影响也不尽相同。实际环境中,微生物的复杂性导致单一微生物的腐蚀机理并不能完全解释实际的腐蚀现象,因此混合微生物体系研究成为微生物腐蚀领域新的研究方向。在基于单种微生物对金属的腐蚀行为及其腐蚀机理的研究基础上,综述了两种微生物的混合体系在金属表面对其腐蚀的影响。归纳总结了混合微生物的构成,重点综述了含有SRB、IOB和其他典型微生物的混合体系的作用过程,分析了混合体系中,不同微生物的相互作用(如协同、竞争作用等)对金属腐蚀影响。梳理了目前混合微生物体系研究的实验环境,并针对混合微生物体系在金属表面腐蚀微观的研究,介绍了几种技术,以期能更加直观地显示混合体系中微生物间的作用机制。最后对研究两种微生物混合体系下的金属腐蚀问题提出了建议和发展方向。     

中美管道内微生物腐蚀控制标准对比分析

研究表明,管道在电化学腐蚀和微生物腐蚀联合作用下,腐蚀速率和危害性很高。我国在管道微生物腐蚀检测、预测和控制方面还处于初级阶段,特别是输送成品油管道、输送俄罗斯原油管道和输送酸性气体管道,因硫含量较高,具备发生微生物腐蚀的条件。以美国标准NACE TM0212-2012,介绍了美国在管道内微生物腐蚀方面的先进经验,结合我国国家标准和管道工程实践进行了对比分析,分别提出了在管道设计、施工、试压、投产和运行阶段预防、减缓微生物腐蚀的措施和建议。研究成果对于提高我国管道腐蚀防护技术水平具有重要意义。     

微生物生物膜下的钢铁材料腐蚀研究进展

综述了近年来有关SRB引起的钢铁腐蚀研究进展,分析了SRB生物膜的形成机制,介绍了传统SRB腐蚀机理、生物催化硫酸盐还原阴极反应腐蚀机理,以及SRB诱导生物矿化作用形成的沉淀垢膜下的碳钢腐蚀研究现状,着重介绍了生物能量学和生物电化学在推动SRB导致的微生物腐蚀机理研究中的重要作用,并在此基础上介绍了目前最新的对生物膜下SRB的控制技术和方法,为SRB腐蚀及控制提供参考。     

聚酰亚胺封装涂层中水的传输行为以及涂层对水阻滞能力的劣化机制研究

目的 揭示可植入电子器件(IEDs)封装用聚酰亚胺材料中水的传输行为及阻滞性能劣化机制,为寻求该封装材料的阻滞性能和寿命的评价方法、提高IEDs的保护能力提供基础试验数据和理论参考.方法 选择模拟体液为研究介质,采用称重试验、电化学阻抗谱(EIS)、形貌表征和孔隙率测定等技术手段,研究水在聚酰亚胺涂层中的传输行为及涂层阻滞性能的劣化机制,同时探讨生物大分子对涂层中水传输行为的影响.结果 涂层中水的传输行为包括4个阶段:第一阶段为水在涂层表面的润湿过程,此阶段吸水率在短时间内迅速增加;第二阶段为Fick扩散阶段,此阶段水的扩散系数仅为5.6×10–15 cm/s;第三阶段,吸水率突增,此阶段有结合水形成;第四阶段,吸水达到饱和,水以自由水和结合水两种状态存在.涂层阻滞性能劣化是由于涂层在基体上的附着力较小,仅为1.78 MPa,当水等侵蚀性粒子进入涂层时,会导致涂层起泡,阻滞性能劣化.此外,由于涂层平均孔径小于体液中生物大分子的尺寸,吸附在涂层表面的大分子对水在涂层中的传输起到阻滞作用.结论 聚酰亚胺涂层中水的传输速度较慢,而且体液中的大分子会进一步阻止水的进入,故聚酰亚胺是较为理想的体内封装材料,通过提升涂层与基体的结合力,可以提高涂层的使役寿命.     

海洋环境下金属材料微生物腐蚀研究进展

海洋环境下的微生物易附着在金属材料表面形成生物膜,进而导致金属材料表面的微生物腐蚀(MIC)。分析了海洋环境下常见的易导致腐蚀的微生物种类及其特征,如硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化细菌(IOB)、产酸菌(APB)与产粘液菌(SPB)等,归纳了船舶与海洋平台涉及的微生物腐蚀及其与材料摩擦磨损的协同作用。在此基础上,重点综述了近年来碳钢、不锈钢与铜合金在海洋环境下的微生物腐蚀研究进展,包括溶解氧(DO)浓度、胞外聚合物(EPS)、生物膜微观形态等因素对碳钢MIC的影响,不锈钢在MIC过程中钝化膜与Cr元素化合物形态与含量变化,微生物抵抗Cu离子毒性机制以及铜合金在MIC过程中出现的脱合金成分腐蚀。对比了碳钢、不锈钢与铜合金表面在MIC中由生物膜、腐蚀产物与钝化膜形成的复合表面层结构差异。并从阴极去极化理论与微生物电化学腐蚀理论的角度解释了MIC,总结了两种理论间的关联性与局限性,指出了一些亟待解决的问题。     

电子封装材料的研究现状及发展

根据电子封装材料的特点及要求,介绍了几种封装材料,详细地阐述了金属基复合封装材料的性能特点、制备方法、应用背景及存在的问题。并展望了电子封装材料的发展前景。     

海洋环境硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀机理的研究进展

硫酸盐还原菌(SRB)是一类广泛存在于自然环境中可以利用硫酸盐类物质作为呼吸代谢电子受体的厌氧类微生物,是造成金属腐蚀破坏和设备故障的主要原因之一,已经成为一个重要的研究课题。由于微生物活动的复杂性,生物膜内SRB与金属表面的相互作用缺乏深入的研究,其诱导腐蚀机理和腐蚀过程尚不清楚,难以进行有效的腐蚀预测。基于此,本文从SRB生物膜的呼吸代谢角度介绍了其诱导金属腐蚀的研究进展。介绍了SRB的生态特征和厌氧呼吸过程,重点综述了SRB腐蚀机理,包括阴极去极化、代谢产物腐蚀、浓差电池作用和胞外电子传递等理论,最后简要介绍了微生物腐蚀(MIC)研究的方法与技术手段。     

新型光催化材料探索和研究进展

综述了光催化反应基本原理、新型光催化材料开发策略及研究进展。分析了提高光催化材料量子效率的关键所在及开展新型光催化材料研究工作的重要性,展望了该领域的未来发展方向。     

核屏蔽用中子吸收材料研究现状与展望

镉(Cd)、硼(B)和一些稀有元素具有较大的热中子吸收截面,在核屏蔽吸收中子领域具有较广泛的应用前景。本文概述了用于核电站乏燃料“湿法”贮存用中子吸收材料的种类,论述了各种中子吸收材料的优点和不足。阐述了铝基碳化硼(B4C/Al)中子吸收材料的研究进展以及不同制备方法的优点和不足,进一步介绍了搅拌摩擦焊方法和扩散焊方法在连接B4C/Al中子吸收材料过程中的优势。在此基础上,对新型中子吸收材料在成分、结构设计方面进行了分析,对未来核屏蔽用中子吸收材料进行了展望。     

刀具涂层材料的最新研究进展

随着难加工材料和绿色干切削等先进加工技术的开发与广泛应用,刀具切削环境日益严苛,刀具涂层材料不断更新换代。涂层材料已由最初的二元涂层逐渐发展成三元及多元涂层,结构由单层逐渐向多层、梯度、复合结构转变。首先总结了几种常用二元涂层的性能和特点。再以Ti基和Cr基三元及多元涂层为例,阐述了掺杂元素对涂层微观结构和性能的影响及强化机制,分析了多元涂层的研究现状和面临的难题,以及多种掺杂元素的协同作用机制。还讨论了纳米晶/非晶复合结构涂层、纳米多层涂层以及梯度涂层的结构优势及研究现状,介绍了金刚石、类金刚石和立方氮化硼三种超硬涂层以及具有低摩擦因数软涂层的特点和研究进展。最后介绍了近几年研究的热点涂层(如高熵合金涂层、含氧涂层和多元多层复合涂层)的研究现状,并对刀具涂层的未来发展方向进行了展望。     

块体纳米软磁材料的研究进展

综述了近年来国内外块体纳米软磁材料在形成机理、制备工艺方面的研究现状,对一些主要的制备工艺及存在问题作了较为详细的阐述,并对其优异的软磁性能进行探讨,展望了该材料的发展趋势。     

金属复合材料微弧氧化研究进展

微弧氧化是一种在阀金属(Al、Mg、Ti等)及其合金表面原位生成陶瓷膜的表面处理技术。利用微弧氧化技术获得的膜层与基体结合力强,能改善材料的耐磨、耐蚀、耐热冲击以及绝缘性等性能。以微弧氧化的发展和成膜机理作为切入点,比较了单一合金与金属复合材料微弧氧化处理的异同,发现机理的研究主要围绕电击穿理论展开,具有阀金属特性的第二相有助于复合材料微弧氧化的进行,而其他的第二相则会阻碍微弧氧化成膜,使机理研究变得复杂。综述了电解液及添加剂、电压、电流密度、频率和占空比、温度和处理时间等对金属复合材料微弧氧化过程,及膜层微观结构、相组成、厚度、硬度以及耐磨、耐蚀性能的影响。最后指出了复合材料微弧氧化目前存在的问题,提出了需要从加强机理研究、优化工艺的参数、改进微弧氧化设备以及与其他技术相结合等研究方向着手,以进一步加快金属基复合材料微弧氧化处理及改善陶瓷膜的性能,推进微弧氧化技术的应用。     

有机高分子缓蚀剂的研究进展

使用和添加缓蚀剂已成为防腐蚀技术中应用最为广泛的方法之一。其中有机型缓蚀剂具有良好的缓蚀效果和较高的经济效益,成为缓蚀剂研究的热点。聚合物缓蚀剂易在底物表面形成单层或多层致密的保护膜,因而相对于低分子缓蚀剂而言具有高效、持久、环保等优点,已成为当前缓蚀剂领域的研究热点之一。目前,伴随环保意识的增强以及人们对生活品质的高要求开发绿色环保型高分子缓蚀阻垢剂具有重要意义。文中对缓蚀剂的缓蚀机理和对环境无污染的高分子缓蚀剂的制备类型以及发展趋势进了综述。