等离子渗CrNi–Ti处理对碳钢表面微生物腐蚀行为的影响

摘要

[目的]海洋腐蚀成为了海上平台等以金属材料为主的工程设施在海洋环境工作中的重大难题，其中微生物腐蚀（MIC）造成的损失较为严重，因为微生物自身生命活动、生物膜结构、有机/无机代谢产物等都显著地影响着MIC过程。[方法]利用加弧辉光等离子渗CrNi–Ti处理来改善Q235钢的耐腐蚀性能，并采用X射线衍射（XRD）技术对渗层进行物相分析，在扫描电镜（SEM）上进行微观形貌观察，以及结合动电位扫描、电化学阻抗谱、静态挂片失重测量等方式，研究等离子渗CrNi–Ti处理对碳钢在异氧菌体系中腐蚀行为的影响。[结果]Q235钢在经过加弧辉光等离子渗CrNi–Ti后，渗层的主要成分为TiO和少量的NiTi₂。在含海水的培养基溶液中经过11 d的浸泡腐蚀后，Q235钢上的腐蚀产物和微生物代谢产物分布均匀，即发生了均匀腐蚀。与Q235钢相比，渗层上的腐蚀聚集在晶界处，导致钝化膜局部破裂，即发生了局部腐蚀。挂片失重及电化学测试表明，经过加弧辉光等离子渗CrNi–Ti后，Q235钢表面的腐蚀电位正移，腐蚀速率显著降低。[结论]在异氧菌培养基中，Q235钢等离子渗处理后形成的NiTi₂金属间化合物阻碍了培养基体系中O与Fe的反应，并且阻止了微生物细菌在碳钢基体表面的附着，从而显著提高了碳钢的耐蚀性。

关键词

碳钢 / 铬镍合金 / 钛 / 加弧辉光等离子渗 / 异氧菌 / 微生物腐蚀

基金资助

东营市科学发展基金（2023KYQD025）