腐蝕是造成金屬材料失效的主要原因之一,而陰極保護(hù)技術(shù)作為腐蝕防護(hù)的有效方法被廣泛應(yīng)用。在硫酸鹽還原菌(SRB)等微生物存在的條件下會(huì)導(dǎo)致陰極保護(hù)電位失效使得腐蝕持續(xù)發(fā)生。


目前,研究陰極電位與微生物腐蝕之間的相互作用關(guān)系主要以大面積的電極材料為主,無(wú)法清晰的觀察單一或少量微生物的局部腐蝕行為。因此,本文利用直徑為100μm的鐵絲設(shè)計(jì)并制作了微型電極,從微觀角度研究了陰極電位與微生物之間的相互作用機(jī)制。


首先,在開(kāi)路電位(OCP)和-0.75VSCE弱陰極電位下,研究了SRB對(duì)微電極腐蝕行為隨時(shí)間(1、3、7天)的變化規(guī)律。


結(jié)果表明,隨著時(shí)間的增加,溶液中浮游SRB細(xì)胞數(shù)量逐漸增加。弱陰極電位對(duì)溶液中浮游SRB細(xì)胞的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用,OCP條件下更加有利于SRB生長(zhǎng)和附著在微電極表面。隨著時(shí)間的增加,弱陰極電位促進(jìn)了SRB對(duì)微電極的腐蝕。其次,在-0.85VSCE、-0.95VSCE和-1.05VSCE陰極電位下,研究了SRB對(duì)微電極腐蝕行為隨陰極電位的變化規(guī)律。


結(jié)果表明,-0.85VSCE陰極電位下,微電極表面附著的SRB呈現(xiàn)出規(guī)則排列的特征,-0.95VSCE陰極電位抑制了SRB在電極表面的附著,對(duì)微電極的保護(hù)效果較差,產(chǎn)生了點(diǎn)蝕。-1.05VSCE的強(qiáng)陰極電位促進(jìn)了SRB在微電極表面的附著。


隨著陰極電位的負(fù)移,加速了SRB對(duì)微電極的腐蝕行為。


最后,在OCP和-0.85VSCE陰極電位下,研究了SRB對(duì)微電極腐蝕行為隨碳源濃度(1%、10%和100%)的變化規(guī)律。結(jié)果表明,OCP條件下,當(dāng)碳源濃度為1%時(shí),微電極表面形成了較大的點(diǎn)蝕凹坑。在-0.85VSCE陰極電位下,碳源濃度為10%時(shí),微電極表面產(chǎn)生了嚴(yán)重的點(diǎn)蝕。在碳源濃度為1%時(shí),-0.85VSCE陰極電位對(duì)微電極起到了良好的保護(hù)效果。