SEM掃描電鏡在微生物腐蝕研究中的應(yīng)用介紹
日期:2023-02-08 09:24:51 瀏覽次數(shù):119
SEM掃描電鏡在微生物腐蝕研究中的應(yīng)用介紹:近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人類對海洋的探索和需求不斷深入。而船舶是海上運輸?shù)闹饕ぞ撸捎诤I檄h(huán)境的復(fù)雜性,對船舶所用鋼材的結(jié)構(gòu)性能及耐腐蝕性的要求JI高,不但要耐大氣腐蝕、耐海水腐蝕,還要耐微生物腐蝕[1,2]。
1891年Garrett提出微生物腐蝕后,Gaines于1910年從埋設(shè)地下管線的腐蝕產(chǎn)物中提取出鐵嘉氏桿菌,指出了細菌參與管道腐蝕的證據(jù)[3] 。荷蘭學(xué)者Von Wlzoge K ü hr自1922年開始,做了大量關(guān)于硫酸鹽還原菌SRB的研究工作,并于1934年提出陰JI去JI化理論,自此,科技界才開始關(guān)注微生物作用下的腐蝕。
腐蝕微生物主要是在自然界中參與硫、鐵元素循環(huán)的菌類,包括好氧菌和厭氧菌。好氧菌有硫桿菌屬,如氧化硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌和排硫桿菌等。它們分布于含硫的酸性礦水、土壤及海洋淤泥中,通過氧化元素硫和還原性硫化物,產(chǎn)生硫酸而腐蝕金屬、混凝土構(gòu)件等。厭氧菌主要是硫酸鹽還原菌,廣泛分布于pH6~9的土壤、淡水、海水、淤泥中。微生物腐蝕常給地下管線、海底電纜、工業(yè)注水系統(tǒng)等工業(yè)設(shè)施帶來嚴(yán)重危害,造成經(jīng)濟上的損失。
微生物腐蝕都是電化學(xué)過程,要對所得的電化學(xué)數(shù)據(jù)和腐蝕機制作出合理的解釋,要借助于表面分析技術(shù)。在微生物腐蝕的研究中,常用的表面分析技術(shù)有:環(huán)境掃描電鏡、掃描電子顯微鏡、能譜、俄歇電子能譜、X射線光電子能譜等。本文對微生物腐蝕的樣品制備及檢測進行了簡要介紹。
掃描電鏡可以觀察生物樣品的種類繁多,特異性很大,制備的方法不可能完全相同,對于含水較多的樣品通常可采用如上方法。
本文所用到的樣品制樣過程如下:
1、鋼鐵樣品在含有SRB的培養(yǎng)基中培養(yǎng)數(shù)日;
2、浸入含有緩蝕劑的酸洗溶液中去除樣品觀察表面的腐蝕產(chǎn)物及雜質(zhì);
3、在2%的戊二醛溶液中浸泡1h;
4、分別用25%、50%、75%、百分之BAI的乙醇溶液進行脫水,脫水時間各15min;
5、樣品在空氣中干燥。
離子濺射儀鍍膜后場發(fā)射掃描電子顯微鏡內(nèi)進行檢測。在SEM下可清晰觀察到SRB在樣品表面的附著狀態(tài),研究人員往往可通過SRB的附著數(shù)量、附著位置及附近的腐蝕情況等進一步研究。
注:SEM/EDS 由于在高真空下進行測試 ,需要對試樣進行固定、脫水和噴導(dǎo)電涂層,試樣制備過程較復(fù)雜,會破壞生物膜的結(jié)構(gòu),因此,SEM形成的圖象具有一定的誤差,在分析實驗結(jié)果時應(yīng)考慮到這一點。
參考文獻
1. 安聞迅. 船用鋼海水腐蝕與檢測研究。
2. 陳鴻海. 金屬腐蝕學(xué)。
3. 凌云, 陳志剛. 材料的微生物腐蝕研究與進展。
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