SEM掃描電鏡在微生物腐蝕研究中的應用介紹

SEM掃描電鏡在微生物腐蝕研究中的應用介紹：近年來，隨著科學技術的不斷發展，人類對海洋的探索和需求不斷深入。而船舶是海上運輸的主要工具，由于海上環境的復雜性，對船舶所用鋼材的結構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年從埋設地下管線的腐蝕產物中提取出鐵嘉氏桿菌，指出了細菌參與管道腐蝕的證據[3] 。荷蘭學者Von Wlzoge K ü hr自1922年開始，做了大量關于硫酸鹽還原菌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，產生硫酸而腐蝕金屬、混凝土構件等。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、工業注水系統等工業設施帶來嚴重危害，造成經濟上的損失。

微生物腐蝕都是電化學過程，要對所得的電化學數據和腐蝕機制作出合理的解釋，要借助于表面分析技術。在微生物腐蝕的研究中，常用的表面分析技術有：環境掃描電鏡、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的培養基中培養數日；

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物及雜質；

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射掃描電子顯微鏡內進行檢測。在SEM下可清晰觀察到SRB在樣品表面的附著狀態，研究人員往往可通過SRB的附著數量、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、脫水和噴導電涂層，試樣制備過程較復雜，會破壞生物膜的結構，因此，SEM形成的圖象具有一定的誤差，在分析實驗結果時應考慮到這一點。

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。

3. 凌云, 陳志剛. 材料的微生物腐蝕研究與進展。