腐蝕是造成金屬材料失效的主要原因之一,而陰極保護技術(shù)作為腐蝕防護的有效方法被廣泛應用。在硫酸鹽還原菌(SRB)等微生物存在的條件下會(huì )導致陰極保護電位失效使得腐蝕持續發(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(guān)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的鐵絲設計并制作了微型電極,從微觀(guān)角度研究了陰極電位與微生物之間的相互作用機制。


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


結果表明,隨著(zhù)時(shí)間的增加,溶液中浮游SRB細胞數量逐漸增加。弱陰極電位對溶液中浮游SRB細胞的生長(cháng)具有促進(jìn)作用,OCP條件下更加有利于SRB生長(cháng)和附著(zhù)在微電極表面。隨著(zhù)時(shí)間的增加,弱陰極電位促進(jìn)了SRB對微電極的腐蝕。其次,在-0.85VSCE、-0.95VSCE和-1.05VSCE陰極電位下,研究了SRB對微電極腐蝕行為隨陰極電位的變化規律。


結果表明,-0.85VSCE陰極電位下,微電極表面附著(zhù)的SRB呈現出規則排列的特征,-0.95VSCE陰極電位抑制了SRB在電極表面的附著(zhù),對微電極的保護效果較差,產(chǎn)生了點(diǎn)蝕。-1.05VSCE的強陰極電位促進(jìn)了SRB在微電極表面的附著(zhù)。


隨著(zhù)陰極電位的負移,加速了SRB對微電極的腐蝕行為。


最后,在OCP和-0.85VSCE陰極電位下,研究了SRB對微電極腐蝕行為隨碳源濃度(1%、10%和100%)的變化規律。結果表明,OCP條件下,當碳源濃度為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)生了嚴重的點(diǎn)蝕。在碳源濃度為1%時(shí),-0.85VSCE陰極電位對微電極起到了良好的保護效果。