两株典型真菌对AZ31B镁合金的腐蚀行为影响研究

发布时间：2017-05-17 06:05

  本文关键词：两株典型真菌对AZ31B镁合金的腐蚀行为影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：、凡是有微生物存在的地方都会引起微生物腐蚀,每年由微生物腐蚀带来的损失约占腐蚀损失的20%左右；然而由于微生物的复杂性,其腐蚀机理尚不清晰,目前也无一致的看法。当前微生物腐蚀研究主要集中于细菌腐蚀,而对于真菌腐蚀鲜有报道,事实上真菌在微生物中占有重要地位,其广泛地存在于各种环境中,因此有必要探讨真菌对材料的腐蚀影响,为进一步研究微生物腐蚀打下基础。 由于镁合金具有重量轻、比强度高、铸造性好、可回收性好等优点,虽然在汽车工业、军工、3C产业、医用材料等领域里具有一定的优势,但限制镁合金开发应用最主要的因素依然是其耐腐蚀性差。镁合金材料应用的环境会经常接触到各种各样的微生物,但有关微生物对镁合金造成的腐蚀的研究甚少,而有关其真菌腐蚀的还尚未见报道。 本文选用了两株典型真菌(黑曲霉菌和哈茨木霉菌)分别对其进行培养,采用干重法测量了两株真菌在人工海水中的生长曲线,根据两株真菌的生长曲线,选取了合理的实验点,然后以人工海水作为腐蚀介质,采用电化学方法(开路电位、动电位极化曲线、循环极化曲线及电化学阻抗谱)和表面分析技术(荧光显微镜及扫描电子显微镜)分别研究了AZ31B镁合金在无菌、含有黑曲霉菌及含有哈茨木霉菌的人工海水中的腐蚀行为,探讨了上述三种情况下的腐蚀机理,并比较了两株真菌对AZ31B镁合金腐蚀行为的异同。具体结果如下： (1)AZ31B镁合金在无菌人工海水中浸泡后溶液的pH值上升,说明阳极镁合金的溶解伴随着析氢腐蚀的发生。极化曲线表明样品在浸泡初期依然发生了钝化现象,说明样品表面存在氧化膜,但是随着浸泡时间的延长,钝化现象消失,镁合金的腐蚀逐渐转变为活化腐蚀,说明钝化膜遭到破坏且其不具有钝化修复能力；极化曲线也表明腐蚀电流密度icorr先增大后减小,相对应的腐蚀电位Ecorr先减小后增大,说明腐蚀速率呈现出先增大后减小的趋势。之所以发生这样的变化是由于镁合金在人工海水中发生腐蚀后生成的腐蚀产物覆盖于表面,该腐蚀产物对后期腐蚀起到了一定的抑制作用。扫描电子显微镜显示AZ31B镁合金样品表面发生了腐蚀,形成了结构疏松的腐蚀产物。 (2)有黑曲霉菌存在的人工海水体系中,通过荧光显微镜和扫描电子显微镜观察到AZ31B镁合金表面有黑曲霉菌的附着,而菌丝主要集中在点蚀坑内。并且含有黑曲霉菌的人工海水的pH值比无菌人工海水低,说明黑曲霉菌在AZ31B镁合金表面吸附,并且通过代谢产生了有机酸,加速了腐蚀。电化学测试结果显示与无菌人工海水中的样品相比,含有黑曲霉菌的样品icorr增大,且和Ecorr减小,说明黑曲霉菌的加入加速了AZ31B镁合金样品的腐蚀。AZ31B镁合金的腐蚀速率由人工海水和黑曲霉菌的附着共同决定。 (3)AZ31B镁合金在含有哈茨木霉菌的人工海水中浸泡后溶液的pH值升高,说明镁合金发生了溶解。电化学测试的结果显示与无菌人工海水中的样品相比,含有哈茨木霉菌的样品icorr增大,R。和Ecorr减小,说明哈茨木霉菌加速了AZ31B镁合金的腐蚀。从荧光显微镜和扫描电子显微镜观察到有哈茨木霉菌菌丝吸附在样品表面,呈现出网状结构。哈茨木霉菌在AZ31B镁合金表面附着加速了样品点蚀的形成。 (4)对比黑曲霉菌和哈茨木霉菌的实验结果,发现含有哈茨木霉菌的样品溶液pH值比含有黑曲霉菌的样品溶液的pH值低,说明哈茨木霉菌代谢产生的有机酸的量比黑曲霉菌略大,因此对AZ31B镁合金样品腐蚀影响更大。虽然两株真菌都能加速AZ31B镁合金样品的腐蚀,但是这两株菌在AZ31B镁合金样品表面的吸附途径和方式不同,黑曲霉菌吸附在点蚀坑内,而哈茨木霉菌吸附在样品表面,充分说明了微生物腐蚀的复杂性。两株真菌的附着仅仅是改变了AZ31B镁合金的腐蚀速率,并没有引起腐蚀机理的变化。
【关键词】：微生物腐蚀 AZ31B镁合金 黑曲霉菌 哈茨木霉菌 吸附
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172.7;TG146.22
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-34
• 1.1 选题背景及意义13-14
• 1.2 微生物腐蚀研究发展概述14-20
• 1.2.1 微生物腐蚀的发展简史14-15
• 1.2.2 微生物腐蚀产生的条件15-16
• 1.2.3 微生物腐蚀的研究现状16-20
• 1.2.3.1 细菌参与的微生物腐蚀16-19
• 1.2.3.2 真菌参与的微生物腐蚀19-20
• 1.3 微生物腐蚀的研究方法20-24
• 1.3.1 电化学方法20-23
• 1.3.1.1 开路电位(OCP)21-22
• 1.3.1.2 极化曲线22
• 1.3.1.3 电化学阻抗谱(EIS)22-23
• 1.3.2 腐蚀的表征23-24
• 1.3.2.1 荧光显微镜(FM)23
• 1.3.2.2 扫描电子显微镜(SEM)23
• 1.3.2.3 能谱仪(EDS)23-24
• 1.4 镁及镁合金简介24-27
• 1.4.1 镁及镁资源24
• 1.4.2 镁合金的命名24-25
• 1.4.3 镁合金的性能25
• 1.4.4 镁合金的应用25-27
• 1.5 镁合金的腐蚀研究现状27-30
• 1.5.1 镁合金腐蚀27-28
• 1.5.2 镁合金的腐蚀类型及特点28
• 1.5.2.1 自然腐蚀28
• 1.5.2.2 特定因素下的腐蚀28
• 1.5.3 影响镁合金腐蚀的环境因素28-30
• 1.5.3.1 水溶液的影响29
• 1.5.3.2 气体组分的影响29
• 1.5.3.3 有机介质的影响29-30
• 1.5.3.4 温度的影响30
• 1.5.3.5 应力的影响30
• 1.6 镁合金的微生物腐蚀研究现状30-31
• 1.7 菌株介绍31-32
• 1.7.1 黑曲霉菌31
• 1.7.2 哈茨木霉菌31-32
• 1.8 灭菌方法32-33
• 1.8.1 压力蒸汽灭菌32
• 1.8.2 火焰灭菌32
• 1.8.3 紫外照射灭菌32
• 1.8.4 75%的乙醇灭菌32-33
• 1.9 实验研究内容和研究目的33-34
• 1.9.1 研究内容33
• 1.9.2 研究目的33-34
• 第二章 镁合金在无菌人工海水中的腐蚀行为34-48
• 2.1 前言34-35
• 2.2 实验材料与方法35-37
• 2.2.1 实验材料35
• 2.2.2 培养基的配制35
• 2.2.3 实验仪器35-36
• 2.2.4 pH值测定36
• 2.2.5 电化学实验36-37
• 2.2.6 扫描电子显微镜(SEM)37
• 2.2.7 能谱仪(EDS)37
• 2.3 实验结果与讨论37-45
• 2.3.1 溶液pH值37-38
• 2.3.2 开路电位(OCP)38-39
• 2.3.3 动电位极化曲线39-40
• 2.3.4 循环极化曲线40-41
• 2.3.5 电化学阻抗谱(EIS)41-43
• 2.3.6 扫描电子显微镜(SEM)43-44
• 2.3.7 能谱仪(EDS)44-45
• 2.4 腐蚀机理及结论45-48
• 2.4.1 腐蚀机理45-46
• 2.4.2 结论46-48
• 第三章 黑曲霉菌对人工海水中镁合金的腐蚀影响48-64
• 3.1 前言48
• 3.2 实验材料与方法48-51
• 3.2.1 菌种来源48-49
• 3.2.2 培养基的配制49
• 3.2.3 实验仪器49
• 3.2.4 生长曲线的测定49-50
• 3.2.4.1 黑曲霉菌的培养49-50
• 3.2.4.2 黑曲霉菌的生长曲线测定50
• 3.2.5 pH值测定50
• 3.2.6 电化学测试50
• 3.2.7 荧光显微镜50-51
• 3.2.8 扫描电子显微镜51
• 3.2.9 能谱仪51
• 3.3 实验结果与讨论51-62
• 3.3.1 黑曲霉菌的生长曲线51-52
• 3.3.2 溶液的pH值52-53
• 3.3.3 开路电位(OCP)53
• 3.3.4 动电位极化曲线53-55
• 3.3.5 循环极化曲线55-56
• 3.3.6 电化学阻抗谱(EIS)56-58
• 3.3.7 荧光显微镜(FM)58-59
• 3.3.8 扫描电子显微镜(SEM)59-61
• 3.3.9 能谱仪(EDS)61-62
• 3.4 腐蚀机理及结论62-64
• 3.4.1 腐蚀机理62-63
• 3.4.2 结论63-64
• 第四章 哈茨木霉菌对人工海水中镁合金的腐蚀影响64-78
• 4.1. 前言64
• 4.2 实验材料与方法64
• 4.3 实验结果与讨论64-75
• 4.3.1 哈茨木霉菌的生长曲线64-65
• 4.3.2 溶液的pH值65-66
• 4.3.3 开路电位(OCP)66
• 4.3.4 动电位极化曲线66-68
• 4.3.5 循环极化曲线68-69
• 4.3.6 电化学阻抗谱(EIS)69-71
• 4.3.7 荧光显微镜(FM)71-73
• 4.3.8 扫描电子显微镜(SEM)73-74
• 4.3.9 能谱仪(EDS)74-75
• 4.4 腐蚀机理与结论75-78
• 4.4.1 腐蚀机理75-76
• 4.4.2 结论76-78
• 第五章 镁合金在无菌和有菌人工海水中的腐蚀行为比较78-93
• 5.1 生长曲线78
• 5.2 溶液的pH值78-79
• 5.3 开路电位(OCP)79-80
• 5.4 动电位极化曲线80-83
• 5.5 循环极化曲线83
• 5.6 电化学阻抗谱(EIS)83-86
• 5.7 荧光显微镜(FM)86-87
• 5.8 扫描电子显微镜(SEM)87-89
• 5.9 能谱仪(EDS)89
• 5.10 腐蚀机理89-91
• 5.11 结论91-93
• 第六章 工作总结及展望93-96
• 6.1 工作总结93-94
• 6.2 展望94-96
• 参考文献96-105
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果105-106
• 致谢词106

【参考文献】

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本文编号：372649