2020，庚子年春冬交替之際，一場沒有硝煙的“戰(zhàn)爭”在武漢爆發(fā)，隨即全國人民都投入了這場戰(zhàn)斗中。我們的敵人是新型冠狀病毒，它十分狡猾，即看不見也摸不著，但卻無孔不入，通過空氣傳播對人類進行攻擊。冠狀病毒體積微小但破壞力巨大，嚴重威脅著人們的生命安全，同時也給社會帶來了巨大的經(jīng)濟損失。然而，對于金屬材料而言，不同環(huán)境中的微生物如同病毒一般，不斷腐蝕著金屬材料，破壞它們的性能。如果不對金屬材料加以保護，它們也會“生病”，逐漸喪失功能，最終導(dǎo)致巨大經(jīng)濟損失甚至引發(fā)安全事故。據(jù)統(tǒng)計，微生物腐蝕每年在美國造成600億美元的經(jīng)濟損失，在我國造成的經(jīng)濟損失也超過4000億元[1]。而這罪魁禍首，就要從毫不起眼的微生物談起。

一、微生物腐蝕機理

在我們固有的印象中，金屬材料（如銅、鐵等）質(zhì)地都是十分堅硬的，小小的微生物怎么會對它們造成嚴重的破壞呢？首先，需要說明的是，不是所有的微生物都會對金屬材料造成腐蝕，有些微生物甚至起到保護材料的作用。在日常生產(chǎn)生活中，常見的腐蝕微生物包括細菌、古菌、真菌和藻類[2]。其中腐蝕性最強的微生物是細菌，包括硫酸鹽還原菌、硫氧化菌、鐵氧化菌和硝酸鹽還原菌等。這些微生物的整個生命過程，都在不斷影響著環(huán)境中的金屬材料，加速或者抑制腐蝕的發(fā)生。然而，這些“還原菌”和“氧化菌”是如何對金屬進行腐蝕破壞的呢？簡單來說，這些細菌通常會共同生存于金屬材料表面，形成生物膜，最終通過改變生物膜與金屬表面的物理化學性質(zhì)，從而導(dǎo)致局部腐蝕（點蝕）發(fā)生。下面例舉這兩種菌種的典型代表進行說明。

首先是硫酸鹽還原菌，它是誘發(fā)微生物腐蝕的主要細菌，幾乎可以引起所有金屬材料及其合金的腐蝕。在厭氧的環(huán)境中，硫酸鹽還原菌通過將硫酸鹽還原成S2-或H2S，并在此化學反應(yīng)過程中獲得能量，從而導(dǎo)致金屬腐蝕加速。然而，當前學術(shù)界對硫酸鹽還原菌誘導(dǎo)的腐蝕機制并沒有一個明確的、統(tǒng)一的理論去解釋它。

其次是鐵氧化菌，正是它們的存在，推動了地球鐵元素的循環(huán)（Fe2+氧化成Fe3+）。但是，在這個循環(huán)過程中，原本可溶的亞鐵化合物轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶的三價鐵化合物（如Fe(OH)3），逐漸沉積。在鐵制品金屬表面，大量的沉積物會聚集結(jié)痂，從而加速金屬腐蝕發(fā)生。生活中我們常見的鐵制品上面的斑斑銹跡，通常都是這樣產(chǎn)生的。然而鐵氧化菌十分奇特，它們對金屬的腐蝕行為并非一直表現(xiàn)為加速腐蝕，當生物膜和腐蝕產(chǎn)物膜形成致密保護層時，會對金屬基底起到一定保護作用。然而這種保護并不可靠，當生物膜附著到一定厚度之后會逐漸脫落，金屬材料所在環(huán)境中的腐蝕性離子會繼續(xù)對其進行腐蝕。

二、不同領(lǐng)域的微生物腐蝕與防護

對在海洋中航行的船舶、軍艦而言，微生物腐蝕是一大威脅。當船體在海洋中航行時，不僅僅會受到海水的侵蝕，也會受到海洋中生物污損的影響。這些海洋生物通過大量附著在船底、螺旋槳以及船舶管路上面，不斷生長繁殖，破壞金屬表面涂層[4]。2007年，澳大利亞皇家海軍7艘軍艦在不到一年時間內(nèi)，10mm船體板便發(fā)生了腐蝕穿孔。經(jīng)查明，微生物腐蝕是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因。通常來說，船舶微生物防腐措施可分為物理方法、化學方法以及表面改性法。

物理方法主要包括殺菌法和機械清除法。通過紫外線、超聲波以及電離輻射可以有效清除水上環(huán)境中的腐蝕微生物。針對處于水下環(huán)境中的船舶部分，可采用機械清除方法，即用高壓水槍或刷子等設(shè)備對船體進行機械清洗，直接清除船舶表面腐蝕產(chǎn)物?；瘜W方法是通過在船舶中投加殺菌劑或者抑菌劑，從而保護船體免受微生物腐蝕。但是這種防護措施有個缺陷，因為這些殺菌劑或抑菌劑本身也是化學藥物，對船體也會產(chǎn)生傷害，殺敵一千自損八百，不是非常友好的防護措施。相反，電化學防護方法就沒有這種困擾，通過在船舶中使用電解防污防腐蝕裝置，可以有效抑制微生物生長。這種防護措施是當前船舶防腐最有效的應(yīng)用手段之一。表面改性方法是通過在船體表面添加防護涂層，包括鍍鉻、鍍鋅等。這種防護措施十分常見，效果顯著，被廣泛應(yīng)用于造船業(yè)。

隨著我國民航業(yè)越來越發(fā)達，逢年過節(jié)很多人們會選擇乘坐民航飛機出行，這是最安全的公共交通方式。然而，飛機在飛行途中如果發(fā)生了故障，后果不堪設(shè)想。1996年，我國某機場發(fā)生了多架飛機的整體燃油箱腐蝕事件，這是我國民航界有史以來最為嚴重的飛機燃油箱微生物腐蝕。飛機燃油箱中的腐蝕微生物以硫酸鹽還原菌和樹脂芽枝霉菌為主，它們通過破壞飛機油箱涂層及堵塞燃油系統(tǒng)管路，從而影響飛機飛行安全[5]。

航空燃油微生物腐蝕的主要防治措施主要包括以下幾種。首先，可通過控制燃油箱中的水分，抑制微生物的生長。水是萬物之源，沒有充足的水分，燃油箱中的微生物就不能很好的生長。其次，可采用飛機燃料殺菌劑防治油箱中微生物腐蝕。但目前航空界沒有太多有效的燃油微生物殺菌劑，這種方法仍存在一些缺陷。有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)不同種群微生物之間的競爭可抑制燃油微生物的生長。有些細菌會產(chǎn)生類似抗生素的物質(zhì)直接殺死引起金屬腐蝕的細菌。同時，引入其他微生物與原有的腐蝕微生物競爭養(yǎng)分和生存空間，從而抑制后者的生長。

“西氣東輸”是我國西部大開發(fā)的標志性工程，全長4200米，惠及萬家。然而，該工程中多數(shù)石油管道是埋在地下的，潮濕的土壤中含有大量微生物，容易造成石油運輸管道腐蝕。運輸管道一旦被微生物腐蝕，不僅對石油運輸?shù)陌踩栽斐捎绊懀鼤斐赏寥拉h(huán)境污染。此時，腐蝕界的明星產(chǎn)品——緩蝕劑，便發(fā)揮出它的作用。多種緩蝕劑同時運用，不僅可以抑制微生物腐蝕反應(yīng)發(fā)生，還可以清理腐蝕產(chǎn)物。當前，國內(nèi)的石油管道運用最多的防腐措施是涂層外保護。這些涂層以無機非金屬材料為主，如陶瓷、玻璃等。通過外加涂層隔絕了微生物與管道的直接接觸，增加其抗腐蝕性，如同給運輸管道穿上一套堅實的“鎧甲”。

三、結(jié)語

此時，國內(nèi)的疫情雖然得到了有效控制，但新冠肺炎在其他國家仍在肆虐，無數(shù)的人被籠罩在新冠病毒的陰影中。我相信，中國定會和世界各國攜手共進，共同抗擊新冠病毒，遏制全球疫情蔓延終會迎來勝利的曙光。同樣的，微生物腐蝕在很長時間內(nèi)仍是一個十分復(fù)雜的問題，涉及到環(huán)境、物理、化學及材料學等多種學科。當前社會對微生物腐蝕機理尚未有清晰認識。在這種形勢下，就更需要全世界科研人員與工程師聯(lián)合起來，共同解決這一困擾學術(shù)界與工業(yè)界已久的難題，造福人類。

四、夢能服務(wù)與支持

1、免費樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

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3、服務(wù)團隊

夢能對技術(shù)服務(wù)團隊始終進行一系列的標準化管理，從專業(yè)培訓到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術(shù)服務(wù)人員進行定期的技術(shù)培訓和能力審計，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進的涂裝檢驗儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

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