介绍了硫酸盐还原菌 (SRB) 的生态和生理特征及在含SRB的环境中金属材料阴极保护的可靠性;重点综述了阴极极化对SRB腐蚀的影响,包括阴极极化对金属材料氢脆和力学性能、金属构筑物周围环境和微生物的影响;最后展望了微生物腐蚀研究的近期发展趋势。

采用电化学阻抗谱 (EIS)、极化电位扫描等电化学技术和微观形貌观察方法研究含硫酸盐还原菌 (SRB) 的酸性红壤环境中Q235钢的微生物腐蚀 (MIC) 行为及对应电化学过程特征。结果表明：酸性红壤环境中,前4 d为环境适应期,期间SRB细菌数量减少,SRB对腐蚀电化学过程没有显著影响;生长期中SRB促使Q235钢的自腐蚀电位和极化电阻降低,腐蚀速率增大;EIS极化电阻测试结果表明,有菌红壤中腐蚀速率约为无菌红壤中的2倍。SRB呼吸代谢活动可与红壤颗粒表层FeOOH等铁氧化物作用,引起FeOOH的微生物异化还原,促进Q235钢的腐蚀电化学过程。

采用荧光显微技术、表面分析技术以及电化学测试方法研究了钙质层腐蚀行为与小球藻附着的相互影响。荧光分析表明,48 h之后小球藻在Q235碳钢表面附着几乎达到吸脱附平衡状态,小球藻在预先沉积钙质层试样表面的初始附着以吸附为主,之后开始分裂增殖,此外钙质层能够促进小球藻的附着。表面形貌和元素分析及电化学测试结果表明,钙质层表面不均匀形成氧浓差电池,加速金属的腐蚀,造成材料的局部腐蚀;钙质层与生物膜共同形成的复合膜结构较为致密且与基体的结合力好,能够抑制电荷的传递和O₂向基体表面扩散,抑制金属的腐蚀。

通过对电化学噪声数据进行时域、频域和Weibull分布等分析,比较了高氮奥氏体不锈钢 (HNSS) 和316L不锈钢 (316L SS) 在6% (质量分数) FeCl₃溶液中的点蚀行为。时域分析结果表明,316L SS在溶液中浸泡5 h后,电位噪声和电流噪声均出现了噪声暂态峰,试样表面发生了亚稳态点蚀,而此时HNSS并没有出现明显的噪声暂态峰,电位噪声和电流噪声仅发生小幅高频波动,表面钝化膜虽发生轻微腐蚀,但仍具有一定的再钝化能力。316L SS的噪声电阻波动幅值较大,而HNSS噪声电阻幅值在小范围内波动,表面钝化膜的自钝化和修复能力优于316L SS。功率谱密度图像表明,316L SS的高频段斜率和白噪声水平强度均高于HNSS,且Weibull分布分析表明316L SS的点蚀孕育速率约是HNSS的2倍,316L SS更容易发生点蚀,HNSS的抗点蚀能力更强。

针对常压塔顶系统的HCl-H₂O露点腐蚀环境,利用扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD) 和失重法等分析手段,研究了腐蚀性介质 (HCl液滴) pH值、冲击速度及冲击角度等因素对HCl-H₂O环境中10^#碳钢露点腐蚀行为的影响。结果表明：在HCl-H₂O环境中,10^#碳钢的露点腐蚀速率随HCl液滴冲击速度的增大而增大,随HCl液滴pH值和冲击角度的增大而减小,且露点腐蚀速率在冲击角度为45°时存在一个转折点;HCl-H₂O环境中10^#碳钢的腐蚀类型为点腐蚀,其表面布满大小不一、形状不规则的点蚀坑,溶液中存在的Cl^-会使点蚀坑加深;10^#碳钢表面所形成腐蚀产物膜的主要成分为α-FeOOH和Fe₂O₃。

采用电化学测试、浸泡实验及SEM、XRD等方法研究了热轧态Cr、Ni微合金化高强度耐候钢组织及耐蚀性能。结果表明：热轧态高强度耐候钢试样组织均由珠光体和铁素体组成,Cr在两相中均匀分布,Ni在铁素体相中含量更多。Cr、Ni含量较高的Q700H耐候钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中具有较低的年腐蚀速率。浸泡60 d后,两种钢自腐蚀电流密度增加,但Q700H钢具有较高的电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流密度。浸泡150 d后,Q700H钢表面的点蚀坑较Q500H钢表面的更细小。Cr、Ni含量的增加促进了锈层中致密α-FeOOH的生成;Cr、Ni在锈层中发生富集,Cr集中在内锈层,Ni富集于基体和锈层界面处,且随Cr、Ni含量增加,富集越明显。

采用等离子体源渗氮技术在AISI 304L奥氏体不锈钢表面制备高氮面心结构的γ_Ν相层。利用AES和XPS分析了γ_Ν相层在pH值为8.4的硼酸溶液中钝化膜的化学组成,借助Mott-Schottky方程分析了γ_Ν相层钝化膜的半导体特性。结果表明：γ_Ν相层钝化膜具有双层结构,外层由Fe、Cr氢氧化物和氧化物构成,呈现出n型半导体特性;内层主要以Cr₂O₃为主,呈现出p型半导体特性,并且N以FeN_x和CrN_x形式存在于钝化膜内。与原始不锈钢钝化膜相比,γ_Ν相层钝化膜内施主浓度和受主浓度更低,平带电位负移,说明其钝化膜致密性更好,腐蚀速率更低。

采用直流电位降 (DCPD) 技术,实现了在模拟核电一回路高温高压水环境中对核级316LN不锈钢 (SS) 弯管材料应力腐蚀裂纹扩展的实时监测,同时利用扫描电子显微镜 (SEM) 和电子背散射衍射 (EBSD) 技术对试样断口及裂纹扩展路径进行观察。结果表明,在270~330 ℃范围,316LN SS弯管材料在高温高压水环境中的应力腐蚀裂纹扩展速率随着温度的升高而单调增加,其裂纹扩展的表观激活能 (E_aae) 为52 kJ/mol。硼锂溶液对裂纹扩展速率有一定的影响,其影响程度和溶液在特定温度下的pH值有关。应力腐蚀断口呈现典型的沿晶开裂形貌,且裂纹沿着大角度晶界扩展。

采用极化曲线、电化学阻抗谱、红外光谱及扫描电镜等方法研究了二乙基二硫代氨基甲酸钠 (SDDTC) 对AZ31B镁合金在3.5% (质量分数) NaCl溶液中的缓蚀作用及吸附行为。结果表明,SDDTC能有效抑制AZ31B镁合金在NaCl介质中的腐蚀,属阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。当SDDTC浓度为5 mmolL^-1时,缓蚀效果最好。SDDTC在AZ31B镁合金表面发生物理吸附,符合Langmuir吸附模型。吸附在表面的SDDTC形成较为致密的保护膜,有效抑制了AZ31B镁合金的腐蚀。

采用元胞自动机方法对腐蚀环境下钢材的腐蚀行为进行了模拟,依据钢材在腐蚀环境下的实验研究结果和元胞自动机原理,定义了元胞自动机模型的局部演化规则,分别对钢材在腐蚀环境下蚀坑表面和深度腐蚀形貌发展过程进行了模拟。通过对比元胞自动机模型在不同溶液初始浓度c和溶解概率p条件下的模拟结果,确定了能够真实反映蚀坑形貌的模拟条件,并且讨论了不同的c和p对模拟形貌的影响。结果表明,随着p和c的增长,蚀坑等效半径和深度随腐蚀时间t呈现近似幂函数增长。同时,将蚀坑深度模拟结果与依据Komp提出的理论公式计算结果进行对比,符合程度非常高,验证了CA模型的可行性和正确性。

针对有机涂层抗腐蚀性能评估问题,基于涂层老化物理机制,运用热力学理论建立了紫外线辐照条件下当量折算系数理论模型,提出了有机涂层加速老化实验谱编制方法。针对铝合金表面聚氨酯涂层进行了加速老化实验,分别从宏观和微观形貌、失光率、色差、粘附性能、电化学阻抗等多个方面表征了涂层老化规律,揭示了老化物理机制。结果表明,失光率和色差不能作为涂层失效评估参数,粘附性能和电化学阻抗能较好地表征涂层老化规律。涂层老化过程大致可以分成3个阶段,初期 (第0~2个周期) 抗腐蚀性能完好,低频电化学阻抗|Z |_{0.01 Hz}为10¹⁰ Ωcm²量级;中期 (第3~7个周期),|Z |_{0.01 Hz}为10⁷~10⁹ Ωcm²量级,内部微孔增大增多,抗腐蚀性能明显衰减;后期 (第8~9个周期),表面出现局部鼓包,|Z |_{0.01 Hz}为10⁶ Ωcm²量级,粘附性能仅为初始值的35%,涂层失效。涂层的使用寿命大约为8 a,这与实际使用情况相吻合,初步验证了涂层加速实验谱编制方法的合理性和可行性。

使用全氟辛酸铵 (PFOA) 作为锈层处理剂,研究了PFOA浓度变化对清洗带锈Q235钢表面锈层效果和Q235钢腐蚀行为的影响。使用EDS、SEM分析技术以及接触角、电化学极化曲线和电化学阻抗等测试方法对经1,10,100,150和200 g/L的PFOA溶液处理后Q235钢表面的化学结构、基本组成、表面形貌、润湿性和耐腐蚀性等进行表征。结果表明：PFOA溶液具有扩散性和润湿性,并能透过多孔锈层渗透到基材表面,与表面Fe离子发生配位作用,通过分子自组装的方式形成分子膜。该吸附膜破坏了锈层和基材的结合,有利于锈层的清理。PFOA浓度为150 g/L时的除锈效果最好;相比于空白样品,表面锈层基本消失,接触角增大111.9%,CuSO₄点滴实验变色时间延长70%,腐蚀电流降低53.3%,表面膜容抗电阻增加193%。