Ni-P化學(xué)鍍層表面黏液形成菌微生物污垢特性

武霖，姚響

（1 廣東粵電中山熱電廠有限公司，廣東 中山 528445；2 東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院， 吉林 吉林 132012）

調(diào)查表明，90%以上的換熱器都存在不同程度的污垢問題[1]。換熱設(shè)備污垢問題很大一部分是由循環(huán)冷卻水中產(chǎn)生的微生物污垢引起的。微生物污垢會(huì)顯著增大壁面的污垢熱阻、流動(dòng)阻力和腐蝕速率，威脅設(shè)備安全，造成能源的不必要浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。Swee 等[2-3]實(shí)驗(yàn)證明初試階段生物污垢層是由于多糖附著形成生物凝膠，其可進(jìn)一步誘導(dǎo)附著的蛋白質(zhì)、多糖和生物粒子形成黏性附著物。于大禹[4]、曹生現(xiàn)[5]和王大成[6]等基于模擬循環(huán)冷卻裝置，從松花江水中分離出黏液形成菌，并將各水質(zhì)參數(shù)與微生物污垢生長(zhǎng)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)研究。徐志明 等[7]對(duì)不同流速、溫度及濃度下鐵細(xì)菌在板式換熱器內(nèi)的污垢特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。關(guān)曉輝等[8]利用污垢熱阻動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)，動(dòng)態(tài)模擬了3 種致垢菌及其混合菌的微生物污垢形成過程。楊倩鵬等[9]在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配制模擬流體進(jìn)行混合菌種微生物污垢實(shí)驗(yàn)。

如何解決換熱設(shè)備的腐蝕和污垢的問題，一直以來是研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一些抑制或減輕微生物污垢的研究，如使用殺菌劑[10]、脈動(dòng)流[11-12]等措施，但這些方法較傳統(tǒng)?；瘜W(xué)鍍技術(shù)作為解決換熱設(shè)備防蝕防垢問題的最直接途徑，已逐漸應(yīng)用于換熱表面來進(jìn)行防蝕防垢。楊倩鵬等[13-14]研究了換熱表面鍍銀對(duì)微生物污垢的生長(zhǎng)與形態(tài)的影響，結(jié)果表明鍍銀抑垢效果良好。劉天慶等[15]針對(duì)材料的表面自由能、表面粗糙度以及材料之間的界面能對(duì)生物垢的影響做了充分的研究。Bohnet 等[16]對(duì)碳鋼換熱表面進(jìn)行改性處理，實(shí)驗(yàn)表明隨著表面能的降低結(jié)垢誘導(dǎo)期將延長(zhǎng)。Lee等[17]研究了在熱交換器的換熱表面涂上聚四氟乙烯對(duì)換熱設(shè)備性能的影響?；瘜W(xué)鍍Ni-P 技術(shù)是制備金屬基功能性涂層的一種方法，目前它的主要應(yīng)用在于使材料表面形成一層含有硬度高、耐磨性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性能好的涂層[18]，然而用于換熱器防垢方面的報(bào)道卻很少[19]。程延海等[20]采用化學(xué)鍍技術(shù)獲得了不同磷含量的鍍層，污垢沉積實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，抗垢性能與耐蝕性能有內(nèi)在的聯(lián)系。

目前微生物污垢方面有初步的研究，材料領(lǐng)域?qū)瘜W(xué)鍍Ni-P 技術(shù)有一定的研究，但國(guó)內(nèi)外對(duì)化學(xué)鍍層換熱面上微生物污垢的研究較少。本文選用工業(yè)循環(huán)冷卻水中易形成微生物污垢的黏液形成菌作為研究對(duì)象，模擬換熱面微生物污垢沉積實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中利用在微生物學(xué)研究中的生物技術(shù)即光電比濁法，研究Ni-P 鍍層表面的微生物污垢特性，為碳鋼材質(zhì)換熱器提供一種行之有效地防蝕抑垢對(duì)策。

1 實(shí)驗(yàn)與方法

1.1 黏液形成菌的分離與培養(yǎng)

本實(shí)驗(yàn)使用的菌種為從吉林市臨江門段松花江水中分離純化得到的黏液形成菌（HB）。該菌株革蘭氏染色呈陰性，生理生化指標(biāo)和電鏡掃描鑒定其為微球菌屬。HB 從水中的醇、糖、酸等有機(jī)源中獲取能量，是冷卻水中數(shù)量最多的一類有害細(xì)菌，它們?cè)诶鋮s水中產(chǎn)生一種膠狀的或黏泥狀的、附著力很強(qiáng)的沉積物。雖然其本身不直接腐蝕金屬，但會(huì)引起沉積物下的腐蝕。

黏液形成菌的培養(yǎng)基：蛋白胨10g/L，牛肉膏3g/L，氯化鈉5g/L。

黏液形成菌的培養(yǎng)過程：按照上述配方配置培養(yǎng)基，HCl 或NaOH 調(diào)培養(yǎng)基pH 值至7.2±0.2，高壓蒸汽滅菌鍋（型號(hào)為YXQ-SG46-280S）中0.1MPa（表壓），121℃滅菌20min。在凈化工作臺(tái)（型號(hào)為SW-CJ-2FD）中，紫外線照射滅菌15min，將黏液形成菌接種于培養(yǎng)基中，在恒溫培養(yǎng)箱（型號(hào)為SPX-250B-Z）中30℃恒溫培養(yǎng)3 天。培養(yǎng)3 天的黏液形成菌就可以用于微生物污垢實(shí)驗(yàn)。

1.2 化學(xué)鍍的工藝及配方

本實(shí)驗(yàn)所采用的化學(xué)鍍基體材料為低碳鋼（規(guī)格為Q235A，尺寸30mm×30mm×0.5mm）。鍍液配方及溫度和pH 值如表1 所示。工藝流程為：砂紙打磨-堿液除油-水洗-酸洗除銹-水洗-活化-水洗-化學(xué)鍍。其中除油溶液組成：氫氧化鈉為30g/L，碳酸鈉為50g/L，磷酸三鈉為70g/L，OP-10 為4g/L，除銹液為20%硫酸，活化液為10%硫酸。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)中在燒杯中加入去離子水和鐵細(xì)菌，模擬換熱設(shè)備所處的冷卻水環(huán)境。低碳鋼片和具有Ni-P鍍層低碳鋼片模擬換熱設(shè)備的表面材料。靜態(tài)微生物污垢實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 所示，低碳鋼片和Ni-P 鍍層低碳鋼片放入燒杯中組成一個(gè)微生物污垢實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置。此裝置放置于恒溫培養(yǎng)箱中，因?yàn)榭梢员ＷC恒溫環(huán)境和相對(duì)密閉的環(huán)境，避免外界環(huán)境條件和溫度條件對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。

表1 鍍液配方及工藝參數(shù)

圖1 靜態(tài)微生物污垢實(shí)驗(yàn)裝置圖

1.4 光電比濁法測(cè)定細(xì)菌數(shù)量

利用光電比濁法可以測(cè)定細(xì)菌數(shù)量的相對(duì)變化情況。光電比濁法所采用的儀器為分光光度計(jì)，其原理為：在分光光度計(jì)中，當(dāng)光線通過微生物菌懸液時(shí)，由于菌體的散射及吸收作用使光線的透過量降低。在一定范圍內(nèi)，微生物細(xì)胞濃度與光密度成正比；而光密度可以通過光電池準(zhǔn)確測(cè)出，如圖2所示。因此，利用分光光度計(jì)測(cè)定不同培養(yǎng)時(shí)間細(xì)菌懸浮液的OD 值（光密度），以時(shí)間為橫坐標(biāo)OD值為縱坐標(biāo)繪制生長(zhǎng)曲線，可以知道細(xì)菌數(shù)量的相對(duì)變化情況[21]，即菌懸液OD 值越大細(xì)菌數(shù)量越多，相反菌懸液OD 值越小細(xì)菌數(shù)量越少。本實(shí)驗(yàn)中就是通過測(cè)量燒杯中液體的OD 值來得到細(xì)菌數(shù)量的變化情況。

圖2 光電比濁法測(cè)定細(xì)菌數(shù)量的原理

1.5 實(shí)驗(yàn)過程

（1）培養(yǎng)細(xì)菌 利用上述黏液形成菌菌種及培養(yǎng)基，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)所需的細(xì)菌。

（2）準(zhǔn)備碳鋼試片 切割鋼材市場(chǎng)購(gòu)買的低碳鋼板，得到尺寸為30mm×30mm×0.5mm 的試片，準(zhǔn)備好后利用掃描電鏡（型號(hào)為JSM-6510）拍攝電鏡圖。

（3）配置菌懸液 取出在鼓風(fēng)干燥箱（型號(hào)為GZX-9070MBE）中干熱滅菌的燒杯（保證燒杯無(wú)菌條件），按一定的比例加入黏液形成菌和去離子水，得到實(shí)驗(yàn)所需的菌懸液。

（4）化學(xué)鍍 利用上述化學(xué)鍍配方及工藝，對(duì)低碳鋼片進(jìn)行施鍍得到具有Ni-P 鍍層低碳鋼片。

（5）靜態(tài)微生物污垢實(shí)驗(yàn) 兩個(gè)燒杯中裝入黏液形成菌菌懸液，低碳鋼試片和Ni-P 鍍層低碳鋼片懸掛于兩個(gè)燒杯中（低碳鋼片上鉆有孔），最后兩個(gè)燒杯放置于30℃的恒溫培養(yǎng)箱中5 天。

（6）記錄數(shù)據(jù) 在5 天的靜止污垢實(shí)驗(yàn)中，每隔12h 利用電子天平（型號(hào)為ESJ200-4，精度為0.0001g）對(duì)低碳片稱重，同時(shí)每隔12h 利用分度光度計(jì)測(cè)菌懸液的OD 值。

兩個(gè)燒杯中的試樣和液體情況：燒杯1 中試樣為低碳鋼片，燒杯2 中試樣為Ni-P 鍍層低碳鋼片；2 個(gè)杯中液體均為黏液形成菌菌懸液。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)后試片表面狀況對(duì)比

為了避免光潔度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，在污垢實(shí)驗(yàn)前對(duì)無(wú)鍍層的低碳鋼表面進(jìn)行了研磨拋光處理，使其表面光潔度和具有Ni-P 鍍層低碳鋼片的表面光潔度一致。

經(jīng)過5 天的靜止污垢實(shí)驗(yàn)，低碳鋼片和具有Ni-P 鍍層低碳鋼片表面狀況及所在燒杯狀況如圖3、圖4 所示?？梢钥吹剑吞间摫砻姘l(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，表面有黃色氧化物生成，腐蝕產(chǎn)物均勻的分布在整個(gè)表面上。也可以看到5 天污垢實(shí)驗(yàn)后的燒杯中液體的顏色由原來的白色變?yōu)辄S色，而且杯底有黃色和白色沉淀物。液體變?yōu)辄S色是由于腐蝕產(chǎn)物從碳鋼片表面脫落，一部分懸浮于水中一部分沉淀到杯底；杯底的黃色沉淀物是腐蝕產(chǎn)物和白色沉淀物是死菌體和代謝產(chǎn)物。對(duì)于圖4 中Ni-P 鍍層低碳鋼表面肉眼幾乎觀察不到任何的腐蝕現(xiàn)象，但表面有少點(diǎn)的白色微生物污垢附著。也可以看到5 天污垢實(shí)驗(yàn)后的燒杯中的液體顏色仍為原來的白色，杯底有白色的沉淀物。液體顏色仍為白色沒有變?yōu)辄S色，與懸掛碳鋼片的燒杯對(duì)比可進(jìn)一步說明鍍層表面基本沒有被腐蝕。由于鍍層表面十分潔凈而且去離子水中除了溶有少量的可溶性有機(jī)物外基本沒有雜質(zhì)，說明杯底的白色沉淀物只能為為死菌體和代謝產(chǎn)物。

圖3 低碳鋼片表面狀況及所在燒杯狀況

圖4 Ni-P 鍍層低碳鋼片鍍層表面狀況及所在燒杯狀況

從兩圖對(duì)比可以明顯看出，對(duì)于由黏液形成菌引起的微生物污垢和腐蝕污垢，鍍層表面有很好的抗腐蝕性能；但鍍層的抗垢性能還需進(jìn)一步稱量鍍層試片，利用質(zhì)量的變化來說明。

2.2 低碳鋼片和Ni-P 鍍層低碳鋼片表面形貌及質(zhì)量變化情況對(duì)比

通過電子掃描電鏡（SEM）觀測(cè)，低碳鋼片施鍍前后放大200 倍后的表面形貌分別如圖5、圖6所示。可以看出，從鋼材市場(chǎng)采購(gòu)的低碳鋼片表面有明顯的宏觀缺陷，粗糙不平、有較多孔隙、有成塊的大面積凹陷及銹斑和油污，但圖片中所示的劃痕是在金屬初期加工過程中必然會(huì)存在的加工痕跡，并不是金屬表面本身的缺陷。而且低碳鋼在機(jī)械加工過程中表面會(huì)形成加工變形層和極薄的氧化膜。低碳鋼片表面以上的這些缺點(diǎn)都易于微生物污垢的沉積及腐蝕的發(fā)生。施鍍后碳鋼片表面有明顯的鍍層生長(zhǎng)，且鍍層覆蓋均勻、完整、致密。

圖5 低碳鋼片放大200 倍SEM 圖

圖6 Ni-P 鍍層放大200 倍SEM 圖

由圖6 與圖5 對(duì)比可以看出，Ni-P 鍍層表面比低碳鋼表面平整，粗糙度小于低碳鋼表面，并且無(wú)明顯的宏觀缺陷和銹斑，只有少許的小顆粒凸起?？傮w來說，有Ni-P 鍍層的低碳鋼片在表面形貌上要遠(yuǎn)好于低碳鋼片。

經(jīng)過5 天的靜止污垢實(shí)驗(yàn)后，低碳鋼和具有Ni-P 鍍層低碳鋼片的質(zhì)量變化情況如圖7 所示。圖7 中曲線a 為低碳鋼片質(zhì)量隨時(shí)間的變化規(guī)律，可以看到質(zhì)量是下降的，這和上文中的低碳鋼片和燒杯的照片所看到的現(xiàn)象是吻合的，曲線和圖片共同說明了碳鋼片表面有腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生。圖7 中曲線b為Ni-P 鍍層低碳鋼片質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線，可以看到質(zhì)量是上升的，質(zhì)量的上升進(jìn)一步說明了Ni-P鍍層表面無(wú)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，而是其表面有微生物污垢附著。增加的質(zhì)量為附著在鍍層表面的污垢，質(zhì)量上升的緩慢而且很少，最多時(shí)僅為0.002g，為結(jié)垢前鍍層試片質(zhì)量的0.049%，因此Ni-P 鍍層低碳鋼片具有抗微生物污垢特性。Ni-P 鍍層具有抗垢性是因?yàn)椋何酃附M分粒子被輸運(yùn)到壁面后，首先是粒子與壁面的附著，到達(dá)壁面的微生物粒子通常不會(huì)全部附著于表面而形成污垢，而是少部分附著于表面。但是固體表面的突出或凹陷的部分可以用于成核，在表面成核后才會(huì)有大面積的微生物污垢附著。而且附著在壁面上的污垢會(huì)重新脫離壁面或污垢層被流動(dòng)流體帶走而發(fā)生污垢剝蝕。如果微生物污垢附著于凹陷的部分還會(huì)免受主流沖刷，更能穩(wěn)固地附著于表面[15]。Ni-P 鍍層表面是光滑平整，因此不利于黏液形成菌微生物污垢的附著和利于污垢的 剝蝕。

2.3 低碳鋼片的質(zhì)量變化及菌液OD 值變化情況

圖7 低碳鋼片和Ni-P 鍍層低碳鋼片質(zhì)量隨時(shí)間的變化 曲線

經(jīng)過5 天的靜止污垢實(shí)驗(yàn)后，得到低碳鋼片質(zhì) 量隨時(shí)間的變化曲線和燒杯中液體的OD 值隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖8。圖8 中曲線a 為低碳鋼片所在燒杯液體OD 值隨時(shí)間的變化曲線。從圖中可以看出，曲線起初一直處于上升的趨勢(shì)到最后趨于平穩(wěn)。前期曲線一直處于上升的趨勢(shì)起初是由于黏液形成菌的生長(zhǎng)繁殖使OD 值上升，后來是黏液形成菌的生長(zhǎng)繁殖和腐蝕產(chǎn)物剝落進(jìn)入溶液共同導(dǎo)致OD 值上升，因而在低碳鋼片上產(chǎn)生腐蝕污垢后曲線就不能反應(yīng)黏液形成菌的生長(zhǎng)繁殖規(guī)律，所以此曲線就不完全是黏液形成菌的生長(zhǎng)曲線。最后曲線趨于平穩(wěn)是由于死菌體和腐蝕產(chǎn)物沉淀到燒杯底的速度與腐蝕產(chǎn)物從碳鋼表面剝落的速度相等。

圖8 低碳鋼片的質(zhì)量和菌液OD 值隨時(shí)間的變化曲線

圖8 中低碳鋼片質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線分為兩部分，0～36h 是微生物污垢沉積階段，36～120h主要是微生物腐蝕階段。從圖中可以看出，0～12h碳鋼片的質(zhì)量減小，因?yàn)樘间撈谋砻娴囊恍┯椭?、灰塵等雜質(zhì)脫離表面導(dǎo)致質(zhì)量減小。12～36h 是一個(gè)質(zhì)量先緩慢上升然后快速上升的過程，質(zhì)量上升是因?yàn)橛形⑸镂酃赋练e于表面，而且從曲線a 中知道24～36h OD 值上升要比12～24h 快，說明24～36h 黏液形成菌生長(zhǎng)繁殖速度快于12～24h，生長(zhǎng)繁殖快、細(xì)菌數(shù)量多污垢沉積的相應(yīng)也就快。36～120h質(zhì)量一直是下降的，此階段質(zhì)量下降是由于黏液形成菌沉積于表面形成微生物污垢后產(chǎn)生了垢下腐蝕，腐蝕產(chǎn)物會(huì)剝落導(dǎo)致質(zhì)量下降。微生物引起低碳鋼表面腐蝕有以下兩個(gè)原因[1]。①濃差電池作用：微生物在金屬表面形成黏膜后，微生物繁殖消耗掉氧和其他養(yǎng)分后而導(dǎo)致黏膜厚度方向的濃度差異，形成了濃差腐蝕電池，加速了金屬的腐蝕。不僅如此，微生物還會(huì)通過代謝產(chǎn)物或作用破壞形成的保護(hù)膜，形成局部的活化-鈍化電池，被黏膜覆蓋區(qū)域的金屬一般便作為活化區(qū)而被腐蝕。②代謝產(chǎn)物的腐蝕作用：微生物的代謝產(chǎn)物多種多樣，其中有些代謝產(chǎn)物可直接或間接引起金屬的腐蝕。在這一階段中72～96h 質(zhì)量下降得比較快，可能是因?yàn)榇穗A段黏液形成菌處于其生命周期的穩(wěn)定期，細(xì)菌數(shù)量最多、活性最高和代謝產(chǎn)物最多，所以腐蝕嚴(yán)重。96～120h 質(zhì)量下降得相對(duì)緩慢，可能是因?yàn)榇穗A段黏液形成菌處于衰亡期，細(xì)菌的數(shù)量減少和活性降低，因而腐蝕速度下降。

2.4 Ni-P 鍍層低碳鋼片的質(zhì)量變化及菌液OD 值變化情況

經(jīng)過5 天的靜止污垢實(shí)驗(yàn)后，得到具有Ni-P 鍍層碳鋼片質(zhì)量隨時(shí)間的變化曲線和燒杯中液體的OD 值隨時(shí)間的變化曲線如圖9。圖9 中曲線a 為Ni-P 鍍層低碳鋼片所在燒杯液體OD 值隨時(shí)間的變化曲線，此曲線為黏液形成菌的生長(zhǎng)曲線。從圖中可以看出，0～24h 黏液形成菌處于調(diào)整期，此時(shí)期細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢，細(xì)胞形態(tài)會(huì)變大或增長(zhǎng)。出現(xiàn)調(diào)整期是由于剛接種到去離子水中的種子細(xì)胞中，一時(shí)還缺乏分解或催化有關(guān)底物的酶或輔酶，或是缺乏充足的中間代謝產(chǎn)物，因此為產(chǎn)生誘導(dǎo)酶和合成有關(guān)的中間代謝產(chǎn)物需要一段適應(yīng)的時(shí)間。24～60h黏液形成菌處于指數(shù)期，此時(shí)期細(xì)菌生長(zhǎng)快速，菌體中酶系活躍，代謝旺盛，核糖體、酶類和ATP 被大量合成。60～96h 黏液形成菌處于穩(wěn)定期，此時(shí)期細(xì)菌數(shù)量趨于穩(wěn)定，新繁殖的細(xì)菌數(shù)與衰亡的細(xì)菌數(shù)相等。出現(xiàn)穩(wěn)定期是由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的耗盡和營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)，酸、醇或毒素等有害代謝產(chǎn)物的累積，pH 值、氧化還原勢(shì)等物理化學(xué)條件越來越不適。96～120h 黏液形成菌進(jìn)入衰亡期，此階段細(xì)菌數(shù)量減少，外界環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)越來越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝明顯超過合成代謝，繼而導(dǎo)致大量菌體死亡[22]。

圖9 Ni-P 鍍層低碳鋼片質(zhì)量和菌液OD 值隨時(shí)間變化曲線

圖9 中曲線b 為具有Ni-P 鍍層低碳鋼片質(zhì)量隨 時(shí)間的變化曲線。在分析中，將曲線a 和曲線b 一起分析，以曲線a 的分析結(jié)果為基礎(chǔ)對(duì)曲線b 進(jìn)行分析。從曲線b 中可以看出，實(shí)驗(yàn)初期質(zhì)量下降，然后一直上升，最后有一小段趨于穩(wěn)定然后下降。0～12h 質(zhì)量下降，因?yàn)殄儗拥谋砻嫱瑯哟嬖谝恍┯椭?、灰塵等雜質(zhì)脫離表面導(dǎo)致質(zhì)量減小。12～96h質(zhì)量上升，說明此時(shí)鍍層表面不斷有微生物污垢沉積。其中12～36h 質(zhì)量上升緩慢，因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)菌處于調(diào)整期，菌體數(shù)量和代謝產(chǎn)物較少，在鍍層表面沉積的微生物污垢較少。36～60h 質(zhì)量上升較快，因?yàn)榇藭r(shí)菌體處于指數(shù)期，菌體數(shù)量和代謝產(chǎn)物增加的很快，在鍍層表面沉積的微生物污垢就會(huì)很多。60～96h 質(zhì)量上升最快，因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)菌處于穩(wěn)定期，菌體數(shù)量和代謝產(chǎn)物是最多的，在鍍層表面沉積的微生物污垢較前階段都快。96～120h 質(zhì)量趨于穩(wěn)定并有下降的趨勢(shì)，因?yàn)榇藭r(shí)處于衰亡期，菌體數(shù)量因死亡會(huì)減少。而且由于微生物的死亡而不再黏附于表面，導(dǎo)致微生物污垢從表面剝落。

2.5 污垢實(shí)驗(yàn)后試片微觀形貌對(duì)比

經(jīng)過5 天的微生物污垢實(shí)驗(yàn)，利用掃描電鏡拍攝得到低碳鋼片和Ni-P 鍍層放大500 倍的SEM 圖如圖10、圖11 所示。從圖10 中可以看到試片表面有白色物質(zhì)，此白色物質(zhì)為黏液形成菌微生物污垢。從圖3 中已經(jīng)可以看出試片表面有腐蝕產(chǎn)物，從此SEM 圖可進(jìn)一步得出表面的腐蝕產(chǎn)物已經(jīng)發(fā)生斷裂現(xiàn)象，有的腐蝕產(chǎn)物即將從基體上脫落下來。

從圖11 中可以看到表面只有少許的白色物質(zhì)，此白色物質(zhì)也為黏液形成菌微生物污垢。還看到試樣表面只是由原來的銀白色變成黑色，變黑是由于試片表面發(fā)生輕微的微生物腐蝕，而且鍍層表面無(wú)裂紋與剝落。

從兩SEM 圖的對(duì)比得知，碳鋼表面有裂紋與剝落現(xiàn)象而鍍層沒有，說明鍍層有較好的抗微生物腐蝕特性; 碳鋼表面有大量的白色物質(zhì)即黏液形成菌微生物污垢而鍍層表面只有少量，說明鍍層有較好的抗微生物污垢特性。

圖10 低碳鋼片污垢實(shí)驗(yàn)后的SEM 圖

圖11 Ni-P 鍍層低污垢實(shí)驗(yàn)后的SEM 圖

3 結(jié) 論

（1）對(duì)于由黏液形成菌引起的腐蝕，Ni-P 鍍層相比于碳鋼表面具有很好的耐蝕性。

（2）Ni-P 鍍層有較好的抗黏液形成菌微生物污垢的特性。

（3）黏液形成菌的生長(zhǎng)繁殖狀況、細(xì)菌數(shù)量及代謝產(chǎn)物數(shù)量與微生物污垢的形成有一定的內(nèi)在聯(lián)系。菌體生長(zhǎng)繁殖旺盛和細(xì)菌代謝產(chǎn)物多時(shí)，微生物污垢形成得快。相反，微生物污垢形成得慢。

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