J9旗舰厅

2020，庚子年春冬交替之际，一场没有硝烟的“战争”在武汉爆发，随即全国人民都投入了这场战斗中。我们的敌人是新型冠状病毒，它十分狡猾，即看不见也摸不着，但却无孔不入，通过空气传播对人类进行攻击。冠状病毒体积微小但破坏力巨大，严重威胁着人们的生命安全，同时也给社会带来了巨大的经济损失。然而，对于金属材料而言，不同环境中的微生物如同病毒一般，不断腐蚀着金属材料，破坏它们的性能。如果不对金属材料加以保护，它们也会“生病”，逐渐丧失功能，最终导致巨大经济损失甚至引发安全事故。据统计，微生物腐蚀每年在美国造成600亿美元的经济损失，在我国造成的经济损失也超过4000亿元[1]。而这罪魁祸首，就要从毫不起眼的微生物谈起。

一、微生物腐蚀机理

在我们固有的印象中，金属材料（如铜、铁等）质地都是十分坚硬的，小小的微生物怎么会对它们造成严重的破坏呢？首先，需要说明的是，不是所有的微生物都会对金属材料造成腐蚀，有些微生物甚至起到保护材料的作用。在日常生产生活中，常见的腐蚀微生物包括细菌、古菌、真菌和藻类[2]。其中腐蚀性最强的微生物是细菌，包括硫酸盐还原菌、硫氧化菌、铁氧化菌和硝酸盐还原菌等。这些微生物的整个生命过程，都在不断影响着环境中的金属材料，加速或者抑制腐蚀的发生。然而，这些“还原菌”和“氧化菌”是如何对金属进行腐蚀破坏的呢？简单来说，这些细菌通常会共同生存于金属材料表面，形成生物膜，最终通过改变生物膜与金属表面的物理化学性质，从而导致局部腐蚀（点蚀）发生。下面例举这两种菌种的典型代表进行说明。

首先是硫酸盐还原菌，它是诱发微生物腐蚀的主要细菌，几乎可以引起所有金属材料及其合金的腐蚀。在厌氧的环境中，硫酸盐还原菌通过将硫酸盐还原成S2-或H2S，并在此化学反应过程中获得能量，从而导致金属腐蚀加速。然而，当前学术界对硫酸盐还原菌诱导的腐蚀机制并没有一个明确的、统一的理论去解释它。

其次是铁氧化菌，正是它们的存在，推动了地球铁元素的循环（Fe2+氧化成Fe3+）。但是，在这个循环过程中，原本可溶的亚铁化合物转变为难溶的三价铁化合物（如Fe(OH)3），逐渐沉积。在铁制品金属表面，大量的沉积物会聚集结痂，从而加速金属腐蚀发生。生活中我们常见的铁制品上面的斑斑锈迹，通常都是这样产生的。然而铁氧化菌十分奇特，它们对金属的腐蚀行为并非一直表现为加速腐蚀，当生物膜和腐蚀产物膜形成致密保护层时，会对金属基底起到一定保护作用。然而这种保护并不可靠，当生物膜附着到一定厚度之后会逐渐脱落，金属材料所在环境中的腐蚀性离子会继续对其进行腐蚀。

二、不同领域的微生物腐蚀与防护

对在海洋中航行的船舶、军舰而言，微生物腐蚀是一大威胁。当船体在海洋中航行时，不仅仅会受到海水的侵蚀，也会受到海洋中生物污损的影响。这些海洋生物通过大量附着在船底、螺旋桨以及船舶管路上面，不断生长繁殖，破坏金属表面涂层[4]。2007年，澳大利亚皇家海军7艘军舰在不到一年时间内，10mm船体板便发生了腐蚀穿孔。经查明，微生物腐蚀是导致这一现象的主要原因。通常来说，船舶微生物防腐措施可分为物理方法、化学方法以及表面改性法。

物理方法主要包括杀菌法和机械清除法。通过紫外线、超声波以及电离辐射可以有效清除水上环境中的腐蚀微生物。针对处于水下环境中的船舶部分，可采用机械清除方法，即用高压水枪或刷子等设备对船体进行机械清洗，直接清除船舶表面腐蚀产物。化学方法是通过在船舶中投加杀菌剂或者抑菌剂，从而保护船体免受微生物腐蚀。但是这种防护措施有个缺陷，因为这些杀菌剂或抑菌剂本身也是化学药物，对船体也会产生伤害，杀敌一千自损八百，不是非常友好的防护措施。相反，电化学防护方法就没有这种困扰，通过在船舶中使用电解防污防腐蚀装置，可以有效抑制微生物生长。这种防护措施是当前船舶防腐最有效的应用手段之一。表面改性方法是通过在船体表面添加防护涂层，包括镀铬、镀锌等。这种防护措施十分常见，效果显著，被广泛应用于造船业。

随着我国民航业越来越发达，逢年过节很多人们会选择乘坐民航飞机出行，这是最安全的公共交通方式。然而，飞机在飞行途中如果发生了故障，后果不堪设想。1996年，我国某机场发生了多架飞机的整体燃油箱腐蚀事件，这是我国民航界有史以来最为严重的飞机燃油箱微生物腐蚀。飞机燃油箱中的腐蚀微生物以硫酸盐还原菌和树脂芽枝霉菌为主，它们通过破坏飞机油箱涂层及堵塞燃油系统管路，从而影响飞机飞行安全[5]。

航空燃油微生物腐蚀的主要防治措施主要包括以下几种。首先，可通过控制燃油箱中的水分，抑制微生物的生长。水是万物之源，没有充足的水分，燃油箱中的微生物就不能很好的生长。其次，可采用飞机燃料杀菌剂防治油箱中微生物腐蚀。但目前航空界没有太多有效的燃油微生物杀菌剂，这种方法仍存在一些缺陷。有趣的是，研究人员发现不同种群微生物之间的竞争可抑制燃油微生物的生长。有些细菌会产生类似抗生素的物质直接杀死引起金属腐蚀的细菌。同时，引入其他微生物与原有的腐蚀微生物竞争养分和生存空间，从而抑制后者的生长。

“西气东输”是我国西部大开发的标志性工程，全长4200米，惠及万家。然而，该工程中多数石油管道是埋在地下的，潮湿的土壤中含有大量微生物，容易造成石油运输管道腐蚀。运输管道一旦被微生物腐蚀，不仅对石油运输的安全性造成影响，更会造成土壤环境污染。此时，腐蚀界的明星产品——缓蚀剂，便发挥出它的作用。多种缓蚀剂同时运用，不仅可以抑制微生物腐蚀反应发生，还可以清理腐蚀产物。当前，国内的石油管道运用最多的防腐措施是涂层外保护。这些涂层以无机非金属材料为主，如陶瓷、玻璃等。通过外加涂层隔绝了微生物与管道的直接接触，增加其抗腐蚀性，如同给运输管道穿上一套坚实的“铠甲”。

三、结语

此时，国内的疫情虽然得到了有效控制，但新冠肺炎在其他国家仍在肆虐，无数的人被笼罩在新冠病毒的阴影中。我相信，中国定会和世界各国携手共进，共同抗击新冠病毒，遏制全球疫情蔓延终会迎来胜利的曙光。同样的，微生物腐蚀在很长时间内仍是一个十分复杂的问题，涉及到环境、物理、化学及材料学等多种学科。当前社会对微生物腐蚀机理尚未有清晰认识。在这种形势下，就更需要全世界科研人员与工程师联合起来，共同解决这一困扰学术界与工业界已久的难题，造福人类。

四、梦能服务与支持

1、免费样品

如果您对我公司的工业重防腐油漆产品有需要或者申请样品试用，请与我们的客服人员取得联系。400-878-0506

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梦能对技术服务团队始终进行一系列的标准化管理，从专业培训到日常报告的管理都有一整套完善的体系。梦能公司每年都会对技术服务人员进行定期的技术培训和能力审计，以使每一位技术服务人员保持高水准的专业素质，每一位技术服务人员都配备先进的涂装检验仪器，仪器设备均按规定的时间期限进行定期校验，以保证每套仪器设备工作状况良好。

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