切削液中类产碱假单胞菌对铝合金腐蚀行为的影响

• 作者: 李庆宏 陈景浩 申媛媛 郭章伟 董耀华 张丽 董丽华
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 铝合金 切削液 微生物腐蚀 电化学测试 类产碱假单胞菌
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 腐蚀与防护|Corrosion and Protection
• 页码范围: 269-280
• 页数: 12页
• 分类号: TG172
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.05.030

摘要

目的 从切削废液中分离出类产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes)菌株,研究该菌株对切削液的劣化,以及5754铝合金在含该菌株的切削液中的微生物腐蚀(MIC)行为.方法 采用平板划线法,从切削废液中分离提纯出单一菌株,并通过16S rDNA进行菌株测序.将类产碱假单胞菌接种至切削液中,并将5754铝合金金浸泡于其中.通过定期检测细菌在切削液中的生长状况、切削液的pH值、乳液液滴粒径、溶解氧、总有机碳(TOC)、无机碳(IC)以及总氮(TN)含量变化,分析微生物对切削液的劣化行为.通过表征铝合金在含菌切削液中的微观腐蚀形貌与生物附着情况,并结合电化学手段,分析5754铝合金在含菌切削液中的电化学腐蚀行为.结果 类产碱假单胞菌在切削液中具有良好的生长状况,微生物浓度维持在107 CFU/mL以上.切削液发生了严重的生物降解,在实验周期内,pH值由9.25降至7.39,乳液液滴粒径分布曲线从单峰分布(1.07μm)变为双峰分布(1.12、8.93μm),染色后的液滴有明显增大,并观测到了液滴间的聚结.切削液中TOC的质量浓度由15.42 g/L下降至9.69 g/L,IC由189.03 mg/L上升至485.50 mg/L,TN由564.77 mg/L下降为142.16 mg/L.5754铝合金在含菌切削液中浸泡10 d时,表面出现了生物膜;浸泡15 d后,金属基体在生物膜下发生了严重的点蚀现象.极化曲线结果显示,腐蚀电位(Ecorr)发生了明显的负移,铝合金的腐蚀电流密度(Jcorr)由0.274μA/cm2上升至0.477μA/cm2.在15 d时,铝合金的腐蚀电流密度要比在无菌切削液中高出4.9倍.铝合金的击穿电位也不断负移,使得铝合金极易发生点蚀.EIS结果显示,随着浸泡时间的增加,5754铝合金的阻抗弧半径不断变小,铝合金的耐腐蚀性不断变差.结论 类产碱假单胞菌将切削液中缓冲剂、乳化剂等含氮有机物优先降解为可溶性无机盐,使切削液pH降低,乳化剂保护效果下降,溶液导电性增加,使劣化后的切削液更具腐蚀性.类产碱假单胞菌在5754铝合金表面形成生物膜,不断消耗金属表面的氧气,使铝合金无法维持钝化膜的完整性,金属基体在生物膜下不断发生腐蚀,耐腐蚀性能下降,并形成严重的点蚀.