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微生物致裂的熱力學和動力學分析
吳堂清; 周昭芬; 王鑫銘; 張德闖; 尹付成; 孫成 湘潭大學材料設計及制備技術湖南省重點實驗室; 湘潭411105; 湘潭大學材料科學與工程學院; 湘潭411105; 中國科學院金屬研究所材料環境腐蝕研究中心; 沈陽110016
關鍵詞：熱力學 微生物腐蝕 硫酸鹽還原菌 硝酸鹽還原菌
摘要：現場調查和實驗研究均證實了微生物致裂的存在并提出了合理的機理模型,但是缺乏微生物致裂的熱力學和動力學理論分析。基于Gutman的力學-化學交互作用理論、微生物能量學和腐蝕電化學理論,本文嘗試給出SRB/NRB致裂的熱力學和動力學解釋。熱力學計算結果表明,應力和SRB/NRB共同作用下金屬材料腐蝕反應的摩爾Gibbs自由能下降,腐蝕反應向環境釋放出更多的熱量,從熱力學上來說具有更高的腐蝕趨勢。與SRB腐蝕和SRB致裂相比,鐵基金屬材料NRB腐蝕和NRB致裂具有更強的熱力學傾向。動力學分析表明,外加應力和微生物共同作用下金屬材料腐蝕速率和微裂紋擴展速率加快。本工作的研究結果能豐富人們對金屬材料菌致開裂行為的認識。
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