Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side werjaan sûnder stilen en JavaScript.
Mikrobiële korrosysje (MIC) is in serieus probleem yn in protte yndustry, om't it kin liede ta enoarme ekonomyske ferliezen.Super duplex roestfrij stiel 2707 (2707 HDSS) wurdt brûkt yn marine omjouwings fanwege syn treflike gemyske ferset.Syn ferset tsjin MIC is lykwols net eksperiminteel oantoand.Dizze stúdzje ûndersocht it gedrach fan MIC 2707 HDSS feroarsake troch de marine aerobyske baktearje Pseudomonas aeruginosa.Electrochemical analyze die bliken dat yn 'e oanwêzigens fan Pseudomonas aeruginosa biofilm yn it 2216E medium, in positive feroaring yn' e korrosjepotential en in ferheging fan 'e korrosje-aktuele tichtens.Analyse fan X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) toande in fermindering fan de Cr ynhâld op it oerflak fan de stekproef ûnder de biofilm.Fisuele analyze fan 'e putten liet sjen dat de P. aeruginosa biofilm in maksimale putdjipte fan 0.69 µm produsearre yn 14 dagen fan ynkubaasje.Hoewol dit lyts is, jout it oan dat 2707 HDSS net folslein ymmún is foar de MIC fan P. aeruginosa biofilms.
Duplex RVS (DSS) wurde in protte brûkt yn ferskate yndustry fanwege de perfekte kombinaasje fan treflike meganyske eigenskippen en corrosie ferset1,2.Lokalisearre pitting komt lykwols noch foar en beynfloedet de yntegriteit fan dit stiel3,4.DSS is net resistint foar microbial corrosie (MIC) 5,6.Nettsjinsteande it brede oanbod fan tapassingen foar DSS, binne d'r noch omjouwings wêr't de korrosjebestriding fan DSS net genôch is foar lange termyn gebrûk.Dit betsjut dat djoerdere materialen mei hegere korrosjebestriding nedich binne.Jeon et al7 fûnen dat sels super duplex roestfrij stielen (SDSS) wat beheiningen hawwe yn termen fan korrosjebestriding.Dêrom binne yn guon gefallen super duplex roestfrij stielen (HDSS) mei hegere korrosjebestriding ferplicht.Dit late ta de ûntwikkeling fan heechlegearre HDSS.
Corrosie ferset DSS hinget ôf fan de ferhâlding fan alfa en gamma fazen en útput yn Cr, Mo en W regio 8, 9, 10 neist de twadde faze.HDSS befettet in hege ynhâld fan Cr, Mo en N11, dêrom hat it poerbêste korrosjebestriding en in hege wearde (45-50) fan it lykweardige pittingresistinsjenûmer (PREN) bepaald troch wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0,5 wt. .%W) + 16% wt.N12.De treflike korrosjebestriding hinget ôf fan in lykwichtige gearstalling dy't sawat 50% ferrityske (α) en 50% austenityske (γ) fazen befettet.HDSS hat bettere meganyske eigenskippen en hegere ferset tsjin chloride corrosie.Ferbettere korrosjebestriding wreidet it gebrûk fan HDSS út yn mear agressive chloride-omjouwings lykas marine-omjouwings.
MIC's binne in grut probleem yn in protte yndustry, lykas de oalje- en gas- en wetteryndustry14.MIC stiet foar 20% fan alle korrosysjeskea15.MIC is in bioelectrochemical corrosie dy't kin wurde waarnommen yn in protte omjouwings.Biofilms dy't foarmje op metalen oerflakken feroarje de elektrogemyske betingsten, wêrtroch it korrosjeproses beynfloedet.It wurdt wiid leaud dat MIC-korrosje wurdt feroarsake troch biofilms.Elektrogene mikro-organismen ite metalen fuort om de enerzjy te krijen dy't se nedich binne om te oerlibjen17.Resinte MIC-stúdzjes hawwe oantoand dat EET (ekstracellulêre elektroanenferfier) ​​de taryfbeheinende faktor is yn MIC dy't feroarsake wurdt troch elektrogene mikroorganismen.Zhang et al.18 demonstrearre dat elektroanen tuskenpersoanen de oerdracht fan elektroanen fersnelle tusken Desulfovibrio sessificans-sellen en 304 roestfrij stiel, wat resulteart yn slimmer MIC-oanfal.Anning et al.19; Wenzlaff et al.20 hawwe oantoand dat biofilms fan korrosive sulfaat-ferminderende baktearjes (SRB's) elektroanen direkt kinne absorbearje fan metalen substraten, wat resulteart yn slimme pitting.
DSS is bekend om gefoelich te wêzen foar MIC yn media dy't SRB's, izer-ferminderende baktearjes (IRB's), ensfh.Dizze baktearjes feroarsaakje lokale pitting op it oerflak fan DSS ûnder biofilms22,23.Oars as DSS is de HDSS24 MIC net goed bekend.
Pseudomonas aeruginosa is in Gram-negative, motile, staaffoarmige baktearje dy't wiid ferspraat is yn 'e natuer25.Pseudomonas aeruginosa is ek in wichtige mikrobiële groep yn 'e marine omjouwing, wêrtroch ferhege MIC-konsintraasjes feroarsaakje.Pseudomonas is aktyf belutsen by it korrosysjeproses en wurdt erkend as in pionierkolonizer by biofilmfoarming.Mahat et al.28; Yuan et al.29 oantoand dat Pseudomonas aeruginosa de neiging hat om de korrosysjerate fan myld stiel en alloys yn akwatyske omjouwing te ferheegjen.
It haaddoel fan dit wurk wie om de eigenskippen fan MIC 2707 HDSS te ûndersiikjen feroarsake troch de marine aerobyske baktearje Pseudomonas aeruginosa mei elektrogemyske metoaden, metoaden foar oerflakanalyse en analyse fan korrosjeprodukten.Elektrogemyske stúdzjes, ynklusyf iepen circuitpotinsjeel (OCP), lineêre polarisaasjebestriding (LPR), elektrogemyske impedânsjespektroskopy (EIS), en potinsjele dynamyske polarisaasje, waarden útfierd om it gedrach fan 'e MIC 2707 HDSS te studearjen.Enerzjy dispersive spektrometryske analyze (EDS) waard útfierd om gemyske eleminten op in korrodearre oerflak te detektearjen.Derneist, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) waard brûkt om te bepalen de stabiliteit fan okside film passivation ûnder de ynfloed fan in marine omjouwing mei Pseudomonas aeruginosa.De djipte fan 'e pits waard mjitten ûnder in konfokale laser skennen mikroskoop (CLSM).
Tabel 1 toant de gemyske gearstalling fan 2707 HDSS.Tabel 2 lit sjen dat 2707 HDSS hat poerbêste meganyske eigenskippen mei in opbringst sterkte fan 650 MPa.Op fig.1 toant de optyske mikrostruktuer fan oplossing waarmte behannele 2707 HDSS.Yn de mikrostruktuer mei sa'n 50% austenite en 50% ferrite fazen, langwerpige bands fan austenite en ferrite fazen sûnder sekundêre fazen binne sichtber.
Op fig.2a toant de iepen circuit potinsjeel (Eocp) tsjin exposure tiid foar 2707 HDSS yn 2216E abiotic medium en P. aeruginosa bouillon foar 14 dagen by 37 ° C.It lit sjen dat de grutste en meast wichtige feroaring yn Eocp binnen de earste 24 oeren foarkomt.De Eocp-wearden yn beide gefallen pieken op -145 mV (ferlike mei SCE) om 16 h en sakken doe skerp, en berikten -477 mV (ferlike mei SCE) en -236 mV (ferlike mei SCE) foar it abiotyske monster.en P Pseudomonas aeruginosa coupons, respektivelik).Nei 24 oeren wie de Eocp 2707 HDSS wearde foar P. aeruginosa relatyf stabyl op -228 mV (ferlike mei SCE), wylst de oerienkommende wearde foar net-biologyske samples sawat -442 mV wie (ferlike mei SCE).Eocp yn 'e oanwêzigens fan P. aeruginosa wie frij leech.
Elektrogemyske stúdzje fan 2707 HDSS-samples yn abiotysk medium en Pseudomonas aeruginosa-bouillon by 37 ° C:
(a) Eocp as funksje fan exposure tiid, (b) polarization curves op dei 14, (c) Rp as funksje fan exposure tiid, en (d) icorr as funksje fan exposure tiid.
Tabel 3 toant de elektrogemyske korrosysjeparameters fan 2707 HDSS-samples bleatsteld oan abiotyske en Pseudomonas aeruginosa ynokulearre media oer in perioade fan 14 dagen.De tangens fan 'e anode- en kathodekurven waarden ekstrapolearre om krusingen te krijen dy't korrosjestromdichtheid jaan (icorr), korrosjepotinsjeel (Ecorr) en Tafel-helling (βα en βc) neffens standertmetoaden30,31.
As werjûn yn fig.2b, in omheech ferskowing yn 'e P. aeruginosa-kromme resultearre yn in ferheging fan Ecorr yn ferliking mei de abiotyske kromme.De icorr-wearde, dy't evenredich is mei de korrosysjefrekwinsje, ferhege nei 0.328 µA cm-2 yn 'e Pseudomonas aeruginosa-monster, wat fjouwer kear grutter is as yn' e net-biologyske stekproef (0.087 µA cm-2).
LPR is in klassike net-destruktive elektrogemyske metoade foar rappe korrosysjeanalyse.It is ek brûkt om MIC32 te studearjen.Op fig.2c toant de polarisaasjeresistinsje (Rp) as funksje fan 'e eksposysjetiid.In hegere Rp wearde betsjut minder corrosie.Binnen de earste 24 oeren berikte Rp 2707 HDSS op 1955 kΩ cm2 foar abiotyske eksimplaren en 1429 kΩ cm2 foar Pseudomonas aeruginosa-eksimplaren.Figuer 2c lit ek sjen dat de Rp-wearde nei ien dei rap fermindere en dan oer de folgjende 13 dagen relatyf ûnferoare bleau.De Rp-wearde fan in Pseudomonas aeruginosa-monster is sa'n 40 kΩ cm2, wat folle leger is as de 450 kΩ cm2-wearde fan in net-biologyske stekproef.
De wearde fan icorr is evenredich mei de unifoarme korrosysjerate.De wearde kin berekkene wurde út 'e folgjende Stern-Giri-fergeliking:
Neffens Zoe et al.33, de typyske wearde fan de Tafel helling B yn dit wurk waard nommen te wêzen 26 mV / dec.Figuer 2d lit sjen dat de icorr fan it net-biologyske stekproef 2707 relatyf stabyl bleau, wylst it P. aeruginosa-monster nei de earste 24 oeren sterk fluktuearre.De icorr-wearden fan P. aeruginosa-monsters wiene in folchoarder fan grutte heger as dy fan net-biologyske kontrôles.Dizze trend is yn oerienstimming mei de resultaten fan polarisaasjebestriding.
EIS is in oare net-destruktive metoade dy't brûkt wurdt om elektrogemyske reaksjes op korrodearre oerflakken te karakterisearjen.Impedânsjespektra en berekkene kapasiteitswearden fan samples bleatsteld oan abiotyske omjouwing en Pseudomonas aeruginosa-oplossing, passive film- / biofilmresistinsje Rb foarme op it monsterflak, ladingsferfierresistinsje Rct, elektryske dûbele laach kapasitânsje Cdl (EDL) en konstante QCPE-fase-elemintparameters (CPE).Dizze parameters waarden fierder analysearre troch de gegevens oan te passen mei in lykweardich circuit (EEC) model.
Op fig.3 toant typyske Nyquist plots (a en b) en Bode plots (a 'en b') foar 2707 HDSS samples yn abiotic media en P. aeruginosa bouillon foar ferskillende incubation tiden.De diameter fan de Nyquist ring nimt ôf yn 'e oanwêzigens fan Pseudomonas aeruginosa.De Bode plot (fig. 3b ') toant de ferheging fan totale impedance.Ynformaasje oer de ûntspanningstiidkonstante kin krigen wurde fan fazemaksima.Op fig.4 toant de fysike struktueren basearre op in monolayer (a) en in bilayer (b) en de oerienkommende EECs.CPE wurdt yntrodusearre yn it EEG-model.De talitting en impedânsje dêrfan wurde as folget útdrukt:
Twa fysike modellen en oerienkommende lykweardige circuits foar it oanpassen fan it impedânsjespektrum fan sample 2707 HDSS:
wêrby Y0 de KPI-wearde is, j it tinkbyldige getal of (-1) 1/2 is, ω de hoekfrekwinsje is, n de KPI-krêftyndeks minder dan ien35 is.De lading oerdracht ferset inversion (ie 1 / Rct) komt oerien mei de corrosie taryf.De lytsere Rct, hoe heger de korrosysjerate27.Nei 14 dagen fan ynkubaasje berikte de Rct fan Pseudomonas aeruginosa-samples 32 kΩ cm2, wat folle minder is as de 489 kΩ cm2 fan net-biologyske samples (tabel 4).
De CLSM-ôfbyldings en SEM-ôfbyldings yn figuer 5 litte dúdlik sjen dat de biofilm-coating op it oerflak fan HDSS-monster 2707 nei 7 dagen dicht is.Nei 14 dagen wie de biofilmdekking lykwols min en ferskynden guon deade sellen.Tabel 5 lit de biofilmdikte sjen op 2707 HDSS-samples nei bleatstelling oan P. aeruginosa foar 7 en 14 dagen.De maksimale biofilmdikte feroare fan 23,4 µm nei 7 dagen nei 18,9 µm nei 14 dagen.De gemiddelde biofilmdikte befêstige ek dizze trend.It sakke fan 22,2 ± 0,7 μm nei 7 dagen nei 17,8 ± 1,0 μm nei 14 dagen.
(a) 3-D CLSM-ôfbylding op 7 dagen, (b) 3-D CLSM-ôfbylding op 14 dagen, (c) SEM-ôfbylding op 7 dagen, en (d) SEM-ôfbylding op 14 dagen.
EMF iepenbiere gemyske eleminten yn biofilms en corrosie produkten op samples bleatsteld oan P. aeruginosa foar 14 dagen.Op fig.Figuer 6 lit sjen dat de ynhâld fan C, N, O en P yn biofilms en korrosysjeprodukten signifikant heger is as yn suvere metalen, om't dizze eleminten ferbûn binne mei biofilms en har metaboliten.Mikroben hawwe allinich spoarhoemannichten chromium en izer nedich.Hege nivo's fan Cr en Fe yn 'e biofilm en korrosjeprodukten op it oerflak fan' e samples jouwe oan dat de metalen matrix eleminten ferlern hat troch korrosje.
Nei 14 dagen waarden pits mei en sûnder P. aeruginosa waarnommen yn medium 2216E.Foar ynkubaasje wie it oerflak fan 'e samples glêd en defektfrij (figuer 7a).Nei ynkubaasje en fuortheljen fan biofilm en korrosysjeprodukten waarden de djipste pits op it oerflak fan 'e samples ûndersocht mei CLSM, lykas werjûn yn Fig.. 7b en c.Gjin dúdlike pitting waard fûn op it oerflak fan net-biologyske kontrôles (maksimum pitting djipte 0.02 µm).De maksimale putdjipte feroarsake troch P. aeruginosa wie 0.52 µm op 7 dagen en 0.69 µm op 14 dagen, basearre op de gemiddelde maksimale putdjipte fan 3 samples (10 maksimale putdjipen waarden selektearre foar elke stekproef).Achievement fan respektivelik 0.42 ± 0.12 µm en 0.52 ± 0.15 µm (tabel 5).Dizze wearden foar gatdjipte binne lyts, mar wichtich.
(a) foar eksposysje, (b) 14 dagen yn in abiotyske omjouwing, en (c) 14 dagen yn Pseudomonas aeruginosa bouillon.
Op fig.Tabel 8 toant de XPS-spektra fan ferskate sample oerflakken, en de gemyske gearstalling analysearre foar elk oerflak is gearfette yn Tabel 6. Yn Tabel 6, de atomêre persintaazjes fan Fe en Cr yn 'e oanwêzigens fan P. aeruginosa (samples A en B) wiene folle leger as dy fan net-biologyske kontrôles.(monsters C en D).Foar in P. aeruginosa-monster waard de spektrale kromme op it nivo fan 'e Cr 2p-kearn oanpast oan fjouwer peakkomponinten mei binende enerzjy (BE) fan 574.4, 576.6, 578.3 en 586.8 eV, dy't kin wurde taskreaun oan Cr, Cr2O3, CrO3 .en Cr(OH)3, respektivelik (fig. 9a en b).Foar net-biologyske samples befettet it spektrum fan it haad Cr 2p-nivo twa haadpeaks foar Cr (573.80 eV foar BE) en Cr2O3 (575.90 eV foar BE) yn Fig.9c en d, resp.It meast opfallende ferskil tusken abiotyske samples en P. aeruginosa-samples wie de oanwêzigens fan Cr6+ en in hegere relatyf oanpart fan Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) ûnder de biofilm.
De brede XPS-spektra fan it oerflak fan sample 2707 HDSS yn twa media binne respektivelik 7 en 14 dagen.
(a) 7 dagen bleatstelling oan P. aeruginosa, (b) 14 dagen bleatstelling oan P. aeruginosa, (c) 7 dagen yn in abiotyske omjouwing, en (d) 14 dagen yn in abiotyske omjouwing.
HDSS toant in heech nivo fan korrosjebestriding yn 'e measte omjouwings.Kim et al.2 rapportearre dat HDSS UNS S32707 waard identifisearre as in tige alloyed DSS mei in PREN grutter as 45. De PREN wearde fan sample 2707 HDSS yn dit wurk wie 49. Dit komt troch de hege chromium ynhâld en de hege ynhâld fan molybdenum en nikkel, dy't nuttich binne yn soere omjouwings.en omjouwings mei hege chloride ynhâld.Derneist binne in goed lykwichtige komposysje en defektfrije mikrostruktuer foardielich foar strukturele stabiliteit en korrosjebestriding.Nettsjinsteande syn treflike gemyske ferset suggerearje de eksperimintele gegevens yn dit wurk lykwols dat 2707 HDSS net folslein ymmún is foar P. aeruginosa biofilm MIC's.
Electrochemical resultaten lieten sjen dat de corrosie taryf fan 2707 HDSS yn P. aeruginosa bouillon tanommen signifikant nei 14 dagen yn ferliking mei de net-biologyske omjouwing.Yn figuer 2a waard in fermindering fan Eocp sawol yn it abiotyske medium as yn P. aeruginosa-bouillon yn 'e earste 24 oeren waarnommen.Dêrnei bedekt de biofilm it oerflak fan 'e stekproef folslein, en Eocp wurdt relatyf stabyl36.It biologyske Eocp-nivo wie lykwols folle heger as it net-biologyske Eocp-nivo.Der binne redenen om te leauwen dat dit ferskil ferbûn is mei de foarming fan P. aeruginosa biofilms.Op fig.2d yn 'e oanwêzigens fan P. aeruginosa berikte de icorr 2707 HDSS-wearde 0.627 μA cm-2, wat in folchoarder fan grutter is as dy fan 'e abiotyske kontrôle (0.063 μA cm-2), dy't konsistint wie mei de mjitten Rct-wearde by EIS.Yn 'e earste dagen namen de impedânsjewearden yn' e P. aeruginosa-bouillon ta troch de oanhing fan P. aeruginosa-sellen en de formaasje fan biofilms.As de biofilm it monsterflak folslein bedekt, nimt de impedânsje lykwols ôf.De beskermjende laach wurdt foaral oanfallen troch de foarming fan biofilms en biofilmmetaboliten.Dêrtroch fermindere de korrosjebestriding yn 'e rin fan' e tiid en feroarsake de oanhing fan P. aeruginosa lokale korrosysje.De trends yn abiotyske omjouwings wiene oars.De corrosie ferset fan de net-biologyske kontrôle wie folle heger as de oerienkommende wearde fan de samples bleatsteld oan P. aeruginosa bouillon.Dêrnjonken berikte de Rct 2707 HDSS-wearde 489 kΩ cm2 op dei 14 foar abiotyske tagongen, wat 15 kear heger is as de Rct-wearde (32 kΩ cm2) yn 'e oanwêzigens fan P. aeruginosa.Sa hat 2707 HDSS poerbêste korrosjebestriding yn in sterile omjouwing, mar is net resistint foar MIC's fan P. aeruginosa biofilms.
Dizze resultaten kinne ek wurde waarnommen út 'e polarisaasjekurven yn Fig.2b.Anodyske fertakking is ferbûn mei Pseudomonas aeruginosa biofilmfoarming en metaaloksidaasjereaksjes.Yn dit gefal is de katodyske reaksje de reduksje fan soerstof.De oanwêzigens fan P. aeruginosa fergrutte de korrosysjestreamdichtheid signifikant, sawat in oarder fan grutter as yn 'e abiotyske kontrôle.Dit jout oan dat de P. aeruginosa biofilm fersterket lokale korrosysje fan 2707 HDSS.Yuan et al.29 fûn dat de corrosie hjoeddeistige tichtens fan de Cu-Ni 70/30 alloy tanommen ûnder de aksje fan P. aeruginosa biofilm.Dit kin wêze troch de biokatalysis fan soerstofreduksje troch Pseudomonas aeruginosa biofilms.Dizze observaasje kin ek de MIC 2707 HDSS yn dit wurk ferklearje.Der kin ek minder soerstof wêze ûnder aerobe biofilms.Dêrom kin de wegering om it metalen oerflak mei soerstof opnij te passivearjen in faktor wêze dy't bydraacht oan MIC yn dit wurk.
Dickinson et al.38 suggerearre dat it taryf fan gemyske en elektrogemyske reaksjes direkt kin wurde beynfloede troch de metabolike aktiviteit fan sittende baktearjes op it monsterflak en de aard fan 'e korrosysjeprodukten.Lykas werjûn yn figuer 5 en tabel 5, fermindere it oantal sellen en biofilm dikte nei 14 dagen.Dit kin ridlik ferklearre wurde troch it feit dat nei 14 dagen de measte fan 'e sittende sellen op it oerflak fan 2707 HDSS stoaren troch fiedingsfermindering yn it 2216E-medium of de frijlitting fan giftige metaalionen út' e 2707 HDSS-matrix.Dit is in beheining fan batch-eksperiminten.
Yn dit wurk hat in P. aeruginosa biofilm bydroegen oan lokale útputting fan Cr en Fe ûnder de biofilm op it oerflak fan 2707 HDSS (Fig. 6).Tabel 6 lit de reduksje fan Fe en Cr yn sample D yn ferliking mei sample C sjen, wat oanjout dat de oploste Fe en Cr feroarsake troch de P. aeruginosa biofilm de earste 7 dagen oanhâlde.De 2216E-omjouwing wurdt brûkt om it marine-omjouwing te simulearjen.It befettet 17700 ppm Cl-, wat te fergelykjen is mei syn ynhâld yn natuerlik seewetter.De oanwêzigens fan 17700 ppm Cl- wie de wichtichste reden foar de fermindering fan Cr yn 7- en 14-dagen abiotyske samples analysearre troch XPS.Yn ferliking mei P. aeruginosa-monsters wie de ûntbining fan Cr yn abiotyske samples folle minder troch de sterke wjerstân fan 2707 HDSS tsjin chlor ûnder abiotyske omstannichheden.Op fig.9 toant de oanwêzigens fan Cr6 + yn 'e passivearjende film.It kin belutsen wurde by it fuortheljen fan chromium út stielen oerflakken troch P. aeruginosa biofilms, lykas suggerearre troch Chen en Clayton.
Troch baktearjele groei wiene de pH-wearden fan it medium foar en nei kultivaasje respektivelik 7,4 en 8,2.Sa, ûnder de P. aeruginosa biofilm, organyske soere corrosie is net wierskynlik te bydrage oan dit wurk troch de relatyf hege pH yn it bulk medium.De pH fan it net-biologyske kontrôlemedium feroare net signifikant (fan earste 7.4 nei lêste 7.5) yn 'e testperioade fan 14 dagen.De ferheging fan pH yn it ynokulaasjemedium nei ynkubaasje wie ferbûn mei de metabolike aktiviteit fan P. aeruginosa en fûn itselde effekt op pH yn it ûntbrekken fan teststrips.
Lykas sjen litten yn figuer 7, de maksimale pit djipte feroarsake troch P. aeruginosa biofilm wie 0,69 µm, dat is folle grutter as dy fan it abiotic medium (0,02 µm).Dit is yn oerienstimming mei de hjirboppe beskreaune elektrogemyske gegevens.De pit djipte fan 0.69 µm is mear as tsien kear lytser as de 9.5 µm wearde rapportearre foar 2205 DSS ûnder deselde betingsten.Dizze gegevens litte sjen dat 2707 HDSS bettere ferset toant tsjin MIC's dan 2205 DSS.Dit moat net komme as in ferrassing sûnt 2707 HDSS hat hegere Cr nivo dy't jouwe langer passivation, dreger te depassivate P. aeruginosa, en fanwege syn lykwichtige faze struktuer sûnder skealike sekundêre delslach feroarsaket pitting.
Ta beslút, MIC-pits waarden fûn op it oerflak fan 2707 HDSS yn P. aeruginosa-bouillon yn ferliking mei net-signifikante pits yn 'e abiotyske omjouwing.Dit wurk lit sjen dat 2707 HDSS hat better ferset tsjin MIC as 2205 DSS, mar it is net folslein ymmúnsteurnissen foar MIC troch P. aeruginosa biofilm.Dizze resultaten helpe by de seleksje fan geskikte roestfrij stielen en de libbensferwachting foar it marineomjouwing.
Kûpon foar 2707 HDSS levere troch Northeastern University (NEU) School of Metallurgy yn Shenyang, Sina.De elemintêre gearstalling fan 2707 HDSS wurdt werjûn yn Tabel 1, dy't waard analysearre troch de NEU Materials Analysis and Testing Department.Alle samples waarden behannele foar fêste oplossing by 1180 ° C foar 1 oere.Foarôfgeand oan korrosysjetesten waard in muntfoarmige 2707 HDSS mei in boppeste iepen oerflak fan 1 cm2 gepolijst oant 2000 grit mei silisiumkarbidskuorpapier en dan gepolijst mei in 0.05 µm Al2O3 poeder slurry.De kanten en boaiem binne beskerme mei inerte ferve.Nei it droegjen waarden de samples wosken mei sterile deionisearre wetter en sterilisearre mei 75% (v / v) ethanol foar 0,5 h.Se waarden doe loft droech ûnder ultraviolet (UV) ljocht foar 0,5 h foar gebrûk.
Marine Pseudomonas aeruginosa-stam MCCC 1A00099 waard kocht fan it Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Sina.Pseudomonas aeruginosa waard groeid ûnder aerobyske omstannichheden by 37 ° C. yn 250 ml flessen en 500 ml glêzen elektrogemyske sellen mei help fan Marine 2216E floeibere medium (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Sina).Medium befettet (g / l): 19.45 NACL ,,98 MgCl2, 3.24 Na2so4, 0,5 KCL2, 0,08 KBR2, 0,08 SRCL2, 0,02 NASI3, 0016 616 616 NH3 5.0 Peptone, 1.0 gistextrakt en 0,1 izeren citrate.Autoklave op 121 ° C foar 20 minuten foarôfgeand oan ynokulaasje.Tel sessile en planktonyske sellen mei in hemocytometer ûnder in ljochtmikroskoop by 400x fergrutting.De earste konsintraasje fan planktonyske Pseudomonas aeruginosa fuortendaliks nei ynokulaasje wie sawat 106 sellen / ml.
Electrochemical tests waarden útfierd yn in klassike trije-elektroden glêzen sel mei in medium folume fan 500 ml.It platinablêd en de verzadigde kalomelelektrode (SAE) waarden ferbûn mei de reaktor troch Luggin-kapillaren fol mei sâltbrêgen, dy't respektivelik tsjinne as tsjin- en referinsjeelektroden.Foar it meitsjen fan wurkelektroden waard rubberisearre koperdraad oan elke stekproef befette en mei epoksyhars bedutsen, wêrtroch sawat 1 cm2 ûnbeskerme gebiet foar de wurkelektrode oan 'e iene kant oerbleaun.Tidens elektrogemyske mjittingen waarden de samples yn it 2216E medium pleatst en hâlden op in konstante ynkubaasjetemperatuer (37 ° C) yn in wetterbad.OCP, LPR, EIS en potensjele dynamyske polarisaasjegegevens waarden mjitten mei in Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).LPR-tests waarden opnommen by in scanrate fan 0.125 mV s-1 yn it berik fan -5 oant 5 mV mei Eocp en in samplingrate fan 1 Hz.EIS waard útfierd mei in sinuswelle oer in frekwinsjeberik fan 0.01 oant 10.000 Hz mei in tapaste spanning fan 5 mV by steady state Eocp.Foardat de potinsjele sweep, de elektroden wiene yn idle modus oant in stabile wearde fan de frije corrosie potinsjeel waard berikt.De polarisaasjekurven waarden dan mjitten fan -0,2 oant 1,5 V as funksje fan Eocp by in scansnelheid fan 0,166 mV/s.Elke test waard 3 kear werhelle mei en sûnder P. aeruginosa.
Samples foar metallografyske analyze waarden meganysk gepolijst mei wiet 2000 grit SiC-papier en dan fierder gepolijst mei in 0.05 µm Al2O3-poedersuspensje foar optyske observaasje.Metallografyske analyze waard útfierd mei in optyske mikroskoop.De samples waarden etste mei in 10 wt% oplossing fan kaliumhydroxide 43.
Nei ynkubaasje waarden de samples 3 kear wosken mei fosfaatbufferde saline (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) en dan fêst mei 2.5% (v / v) glutaraldehyde foar 10 oeren om biofilms te fixearjen.It waard doe dehydratisearre mei batched ethanol (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% en 100% troch folume) foardat lucht drogen.Uteinlik wurdt in gouden film op it oerflak fan it probleem dellein om konduktiviteit te leverjen foar SEM-observaasje.SEM-ôfbyldings waarden rjochte op plakken mei de meast sittende P. aeruginosa-sellen op it oerflak fan elke stekproef.Fier in EDS-analyse út om gemyske eleminten te finen.In Zeiss konfokale laser skennen mikroskoop (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Dútslân) waard brûkt om de put djipte te mjitten.Om korrosysjeputten ûnder de biofilm te observearjen, waard it testmonster earst skjinmakke neffens de Sineeske Nasjonale Standert (CNS) GB/T4334.4-2000 om korrosjeprodukten en biofilm fan it oerflak fan it testmonster te ferwiderjen.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 oerflak analyze systeem, Thermo VG, Feriene Steaten) analyze waard útfierd mei help fan in monochromatyske X-ray boarne (Aluminium Kα line mei in enerzjy fan 1500 eV en in krêft fan 150 W) yn in breed oanbod fan binende enerzjy 0 ûnder standert betingsten fan -1350 eV.Spektra mei hege resolúsje waarden opnommen mei in oerdrachtenerzjy fan 50 eV en in stap fan 0.2 eV.
De ynkubearre samples waarden fuortsmiten en sêft wosken mei PBS (pH 7.4 ± 0.2) foar 15 s45.Om baktearjende leefberens fan biofilms op samples te observearjen, waarden biofilms kleurd mei de LIVE / DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).De kit befettet twa fluorescent kleurstoffen: SYTO-9 griene fluorescent kleurstof en propidium iodide (PI) reade fluorescerende kleurstof.Yn CLSM fertsjintwurdigje fluorescent griene en reade punten respektivelik libbene en deade sellen.Foar kleurjen waard 1 ml fan in mingsel mei 3 µl SYTO-9 en 3 µl PI-oplossing foar 20 minuten by keamertemperatuer (23 ° C) yn it tsjuster ynkubeare.Dêrnei waarden de kleurde samples ûndersocht op twa golflingten (488 nm foar live sellen en 559 nm foar deade sellen) mei in Nikon CLSM-apparaat (C2 Plus, Nikon, Japan).De dikte fan de biofilm waard mjitten yn 3D-scanmodus.
Hoe sitearje dit artikel: Li, H. et al.Mikrobiele korrosysje fan 2707 super duplex roestfrij stiel troch Pseudomonas aeruginosa marine biofilm.de wittenskip.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosie kraken fan LDX 2101 duplex RVS yn chloride oplossings yn 'e oanwêzigens fan thiosulfate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosie kraken fan LDX 2101 duplex RVS yn chloride oplossings yn 'e oanwêzigens fan thiosulfate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозион Стаставещщ ста стайййй стайщщттвраНх lдддврараврай l lдддврарарарай l lййййтврарарай l Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosie kraken fan duplex RVS LDX 2101 yn chloride oplossings yn 'e oanwêzigens fan thiosulfate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosie kraken fan duplex RVS LDX 2101 yn chloride oplossing yn 'e oanwêzigens fan thiosulfate.coros science 80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effekten fan oplossing waarmte-behanneling en stikstof yn shielding gas op it ferset tsjin pitting corrosie fan hyper duplex RVS welds. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effekten fan oplossing waarmte-behanneling en stikstof yn shielding gas op it ferset tsjin pitting corrosie fan hyper duplex RVS welds.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS en Park, YS Effekt fan fêste oplossing waarmte behanneling en stikstof yn shielding gas op de pitting corrosie ferset fan hyperduplex RVS welds. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS . Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS en Park, YS Effekt fan oplossing waarmte behanneling en stikstof yn shielding gas op de pitting corrosie ferset fan super duplex RVS welds.koros.de wittenskip.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Fergelykjende stúdzje yn 'e skiekunde fan mikrobieel en elektrochemysk inducearre pitting fan 316L roestfrij stiel. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Fergelykjende stúdzje yn 'e skiekunde fan mikrobieel en elektrochemysk inducearre pitting fan 316L roestfrij stiel.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. en Lewandowski, Z. Fergelykjende gemyske stúdzje fan mikrobiologyske en elektrogemyske pitting fan 316L RVS. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究。 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. en Lewandowski, Z. Fergelykjende gemyske stúdzje fan mikrobiologyske en elektrochemysk feroarsake pitting yn 316L RVS.koros.de wittenskip.45, 2577-2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. It elektrogemyske gedrach fan 2205 duplex roestfrij stiel yn alkaline oplossingen mei ferskillende pH yn 'e oanwêzigens fan chloride. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. It elektrogemyske gedrach fan 2205 duplex roestfrij stiel yn alkaline oplossingen mei ferskillende pH yn 'e oanwêzigens fan chloride.Luo H., Dong KF, Lee HG en Xiao K. Electrochemical gedrach fan duplex RVS 2205 yn alkaline oplossings mei ferskillende pH yn 'e oanwêzigens fan chloride. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Electrochemical gedrach fan 双相 roestfrij stiel yn 'e oanwêzigens fan chloride op ferskillende pH yn alkaline oplossing.Luo H., Dong KF, Lee HG en Xiao K. Electrochemical gedrach fan duplex RVS 2205 yn alkaline oplossings mei ferskillende pH yn 'e oanwêzigens fan chloride.Electrochem.Tydskrift.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI De ynfloed fan marine biofilms op korrosysje: in beknopte resinsje. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI De ynfloed fan marine biofilms op korrosysje: in beknopte resinsje.Little, BJ, Lee, JS en Ray, RI Effekt fan marine biofilms op korrosysje: in koarte resinsje. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述. Little, BJ, Lee, JS en Ray, RILittle, BJ, Lee, JS en Ray, RI Effekt fan marine biofilms op korrosysje: in koarte resinsje.Electrochem.Tydskrift.54, 2-7 (2008).