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微生物致裂的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析

吳堂清; 周昭芬; 王鑫銘; 張德闖; 尹付成; 孫成 湘潭大學(xué)材料設(shè)計(jì)及制備技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 湘潭411105; 湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院; 湘潭411105; 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所材料環(huán)境腐蝕研究中心; 沈陽(yáng)110016

關(guān)鍵詞:熱力學(xué) 微生物腐蝕 硫酸鹽還原菌 硝酸鹽還原菌 

摘要:現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究均證實(shí)了微生物致裂的存在并提出了合理的機(jī)理模型,但是缺乏微生物致裂的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論分析?;贕utman的力學(xué)-化學(xué)交互作用理論、微生物能量學(xué)和腐蝕電化學(xué)理論,本文嘗試給出SRB/NRB致裂的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)解釋。熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明,應(yīng)力和SRB/NRB共同作用下金屬材料腐蝕反應(yīng)的摩爾Gibbs自由能下降,腐蝕反應(yīng)向環(huán)境釋放出更多的熱量,從熱力學(xué)上來(lái)說(shuō)具有更高的腐蝕趨勢(shì)。與SRB腐蝕和SRB致裂相比,鐵基金屬材料NRB腐蝕和NRB致裂具有更強(qiáng)的熱力學(xué)傾向。動(dòng)力學(xué)分析表明,外加應(yīng)力和微生物共同作用下金屬材料腐蝕速率和微裂紋擴(kuò)展速率加快。本工作的研究結(jié)果能豐富人們對(duì)金屬材料菌致開(kāi)裂行為的認(rèn)識(shí)。

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