摘 要

  微生物腐蚀（MIC）是海洋环境中重要的腐蚀形式，由微生物引起的金属材料腐蚀失效约占总腐蚀的20%。由铁素体（α）相和奥氏体（γ）相组成的双相不锈钢（DSS）具有良好的耐蚀性与机械性能，被广泛运用于海洋环境中，但DSS不能免于MIC。近些年，DSS的MIC机制受到广泛的关注，其中大部分研究从宏观上解析，忽略了生物膜选择性生长与局部腐蚀的相关性，导致局部腐蚀位点存在争议。微生物作用下DSS的局部腐蚀可能与菌株种类、合金微观性质和浸润环境密切相关。本研究采用广泛存在于海洋环境中具有电活性，能够在有氧和无氧环境中与钝化膜产生交互作用的Pseudomonas aeruginosa作为研究菌株，选用目前在海洋环境中使用最多的2205 DSS作为研究材料，从微观相尺度上研究了海洋环境中P. aeruginosa作用下2205 DSS的生物膜选择性生长与局部腐蚀机制。具体通过研究生物膜选择性生长与点蚀相间微电偶之间的依赖性，揭示微观相特性与相间微电偶对生物膜选择性生长与局部腐蚀的影响机制。针对海洋潮差区周期浸润环境，通过实验室模拟，分析了周期浸润与完全浸润的腐蚀差异性，提出了周期浸润对生物膜选择性生长与局部腐蚀影响机制。在此基础上，引入了sigma (σ)析出相，研究了其与固溶处理2205 DSS的局部腐蚀差异性，揭示了σ析出相对生物膜选择性生长与局部腐蚀的影响机制；并探究了σ析出相与周期浸润协同作用对生物膜选择性生长与局部腐蚀影响，阐明了腐蚀机制。此外，引入了抗菌元素Cu，研究了Cu的添加对2205 DSS的生物膜选择性生长与局部腐蚀的影响，并揭示了其MIC机制。

  主要研究结果如下：

  （1）揭示了微观相特性与相间微电偶对生物膜选择性生长及局部腐蚀的影响机制。α/γ相比例影响了点蚀深度。无菌和有菌培养基中，当α/γ相比例约为1时,耐点蚀性能最好。其点蚀深度约为相同培养基中最大点蚀深度的50%。P. aeruginosa影响了点蚀的分布。无菌培养基中样品表面的点蚀分布没有倾向性，而有菌培养基中，P. aeruginosa促使点蚀主要发生在α-γ相界和α相内部，这与生物膜先附着在α-γ相界处，并向α相内部生长有关。细菌影响了相间微电偶腐蚀。无菌培养基中电偶腐蚀微弱，α与γ相之间高度差低于检测限。有菌培养基中，P. aeruginosa促进了α和γ之间的相间微电偶腐蚀，α相作为阳极优先溶解，浸泡14 d后，γ相约比α相高0.049 μm。

  （2）提出了周期浸润对生物膜选择性生长与局部腐蚀的影响机制。周期浸润影响了2205 DSS耐点蚀能力。无菌培养基中，周期浸润抑制点蚀，周期浸润14 d后样品表面点蚀深度约为完全浸润样品的70%。P. aeruginosa作用下，周期浸润进一步加速点蚀，浸润相同时间后其点蚀深度约为完全浸润样品的1.8倍。细菌作用下，周期浸润改变了点蚀位点的分布，使得点蚀位点分布变得没有倾向性。周期浸润使P. aeruginosa优先在薄液膜（TEL）中无规律吸附在样品表面的有机物上附着与生长，导致生物膜的生长没有倾向性，进一步导致生物膜下点蚀的分布没有倾向性，周期浸润改变了相间微电偶腐蚀。周期浸润抑制了α和γ相之间的微电偶腐蚀，使两者之间的高度差低于检测限。

（3）阐释了σ析出相对生物膜选择性生长与局部腐蚀的影响机制。σ析出相降低了2205 DSS的耐点蚀能力。无菌与有菌培养基中经过14 d的浸泡后，σ析出相均促进了点蚀。具有σ析出相的2205 DSS表面的平均点蚀深度约为固溶处理样品的1.3倍。σ析出相改变了浸泡在有菌培养基中样品表面的点蚀分布，导致点蚀主要集中在σ析出相附近，这是细菌优先在σ析出相附近附着预生长，并向着σ析出相拓展所导致的。σ析出相改变了α与γ相之间的电偶腐蚀。无菌培养基中，α与γ相的相间电偶腐蚀动力学缓慢，没有检测出两相高度差。有菌培养基中，σ相的析出反转了微电偶的阴阳极，导致γ相作为阳极优先溶解。经过14 d的浸泡后α相比γ相高约0.099 μm。

  （4）揭示了σ析出相与周期浸润对生物膜选择性生长和局部腐蚀的影响机理。周期浸润降低了时效处理的2205 DSS在无菌和有菌培养基中样品的耐点蚀能力，具有σ析出相的2205 DSS表面最大点蚀坑深度分别是同样环境中完全浸润样品的1.2和1.5倍。P. aeruginosa作用下，周期浸润改变了时效处理的2205 DSS表面的点蚀位点分布，导致点蚀主要集中在α-γ相界。这是因为σ相的析出导致α-γ相界处出现贫Cr/Mo，且α-γ相界的占比大于σ相，而周期浸润促使生物膜完全覆盖在表面，致使生物膜下点蚀主要发生在α-γ相界。周期浸润改变了时效处理的2205 DSS。α与γ相的相间电偶腐蚀动力学慢，使两相之间的高度差低于检测限。

  （5）提出了抗菌元素Cu对生物膜选择性生长与局部腐蚀的影响机制。Cu元素的添加改变了2205 DSS的腐蚀形式，由原本的点蚀转变为选择性局部腐蚀，腐蚀始于相界，并向着α相内部生长。Cu元素的添加提高了2205 DSS的耐蚀性。在无菌培养基和有菌培养基中浸泡14 d后，含Cu 2205 DSS的最大腐蚀深度分别为同样环境中固溶处理的样品的60%和12%。Cu的添加改变了生物膜的选择性附着行为，样品能够释放Cu离子杀灭表面的细菌，导致没有出现生物膜的选择性生长行为。抗菌元素Cu的添加有效抑制了α-γ之间的相间微电偶腐蚀，使两者之间高度差低于检测水平限。

关键词：微生物腐蚀，局部腐蚀，2205双相不锈钢，铜绿假单胞菌，海洋环境

目  录

图目录

图1‑1 点蚀形核机制示意图：渗透理论（a）、吸附理论（b）和钝化膜击穿理论（c）... 3

图1‑2 P. aeruginosa作用下的EET机理图... 9

图1‑3 2205 DSS在D. desulfuricans作用下γ相被优先腐蚀的SEM图片... 11

图1‑4 SOB与SRB协同作用下，2205 DSS焊接管材γ相被优先腐蚀的SEM图片... 11

图1‑5 应力与D. desulfuricans协同作用下α相被优先溶解示意图... 12

图1‑6 研究方案... 16

图2‑1 填充环氧树脂并打磨后，只含有α（a1-a4）和γ相（b1-b4）的2205 DSS的SEM和EDS面扫描图像（其中a2和b2为C元素；a3和b3为Cr元素；a4和b4为Fe元素）... 18

图2‑2 2205 DSS在2M H2SO4 + 0.5M HCl溶液中的动电位阳极极化曲线（扫描速率为0.5 mV·s−1）... 19

图2‑3 在1000（a1, a2），1050（b1, b2），1100（c1, c2），1150（d1, d2），和1200 ℃（e1, e2）下固溶处理的2205 DSS样品经过电解刻蚀后的光学图像（a1-e1）和扫描电镜图像（a2-e2）... 23

图2‑4 具有不同α相占比的2205 DSS样品在无菌（a）和接种P. aeruginosa培养基（b）中浸泡7、14和21 d后的最大点蚀深度... 25

图2‑5 α相占比为43.5（a），47.5（b），53.8（c），56.7（d），和65.8%（e）的2205 DSS的在接种了P. aeruginosa培养基中浸泡21 d后的金相图像... 25

图2‑6 α相占比为53.8%的2205 DSS样品在无菌（a）和接种P. aeruginosa培养基（b）中浸泡7、14和21 d后各位置的点蚀数量和占比的统计数据... 26

图2‑7 α相占比为53.8%的2205 DSS在无菌（a1）和接种P. aeruginosa培养基（b1）中浸泡14 d后的CLSM图像（a1-b1），相对应的线扫描曲线（白色线，a2和b2）... 27

图2‑8 P. aeruginosa在2216E培养基中的生长曲线... 28

图2‑9 α相占比为43.5（a1-a3）、47.5（b1-b3）、53.8（c1-c3）、56.7（d1-d3）和65.8 %（e1-a3）的2205DSS样品在接种P. aeruginosa的培养基中浸泡7、14、21 d后表面的生物膜染色后的CLSM图像... 29

图2‑10 2205 DSS样品在无菌（a1, a2, c1, c2）和接种P. aeruginosa培养基中（b1, b2, d1, d2）浸泡14（a1, a2, b1, b2）和21 d（c1, c2, d1, d2）后的Nyquist图（a1 to d1）和Bode图（a2 to d2）... 31

图2‑11 用于图2-10的拟合EIS谱图的电等效电路（R(QR)(QR)(QR)）... 31

图2‑12 在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡14和21 d后不同α相占比的2205 DSS 的Rf值... 32

图2‑13 不同α相占比的2205 DSS在无菌（a）和接种P. aeruginosa培养基（b）中浸泡21 d后的动电位极化曲线、icorr（c）和Epitting（d）... 32

图2‑14 2205 DSS在无菌（a）和接种P. aeruginosa培养基（b）中浸泡21 d后的Mott-Schottky曲线... 33

图2‑15 α相占比为53.8%的2205 DSS样品在无菌（a1-d1）和接种P. aeruginosa培养基（a2-d2）中浸泡21 d后钝化膜中Cr 2p3/2（a1, a2）、Ni 2p3/2（b1, b2）、Fe 2p3/2（c1, c2）和O 1s（d1, d2）精细谱... 35

图2‑16 α相占比为53.8%的2205 DSS在无菌培养基中浸泡之前（a1-a2），浸泡3（b1-b2）和7 d（c1-c2）后标记区域的AFM（a1-c1）和SKPFM图像（a2-c2）... 37

图2‑17 α相占比为53.8%的2205 DSS在无菌培养基中浸泡之前（a1-a2），浸泡3（b1-b2）和7 d（c1-c2）后标记区域的AFM（a1-c1）和SKPFM（a2-c2）线扫描曲线... 38

图2‑18 α相占比为53.8%的2205 DSS在接种P. aeruginosa的培养基中浸泡1（a1-a2）、3 （b1-b2）和浸泡7 d（c1-c2）后标记区域的AFM（a1-c1）和SKPFM（a2-c2）图像... 39

图2‑19 α相占比为53.8%的2205 DSS在接种P. aeruginosa的培养基中浸泡1（a1-a2）、3 （b1-b2）和7 d（c1-c2）后标记区域的AFM（a1-c1）和SKPFM（a2-c2）线扫描曲线... 40

图2‑20 2205 DSS、α相、γ相在接种P. aeruginosa的培养基中浸泡1、3和7 d后表面生物膜染色后CLSM图片... 41

图2‑21 2205 DSS、α相、γ相、电耦合α相和电耦合γ相在接种P. aeruginosa的培养基中浸泡3和7 d后表面附着细菌计数... 42

图2‑22 α/γ相比例约为1:1时，2205 DSS受P. aeruginosa影响的腐蚀机制示意图... 44

图3‑1 使用Thermo Calc软件计算的2205 DSS中不同相的含量随温度变化图（a）和经过固溶处理与时效处理的2205 DSS的XRD谱图（b）... 48

图3‑2 固溶处理（a）与时效处理（b）的2205 DSS的光学图片... 49

图3‑3 经过950° C时效处理1 h后的2205 DSS的BSE图像（a），EPMA元素面扫描图像（b-f）... 49

图3‑4 经过950° C时效处理1 h后的2205 DSS的BSE图像（a），EPMA元素线扫描曲线（b和c）... 50

图3‑5 经过固溶处理和时效处理后2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡7（a）和14 d（b）后点蚀坑深度的箱线图（ns表示P>0.05，**表示P值在0.001

图3‑6 固溶处理(a1-a3和c1-c3)和时效处理（b1-b3和d1-d4）的2205 DSS在无菌（a1-a3和b1-b4）和接种P. aeruginosa的培养基（c1-c3和d1-d4）中浸泡14 d后，并去除腐蚀产物后表面不同位置点蚀的SEM图片... 52

图3‑7 经过固溶处理和时效处理后2205 DSS在无菌（a和c）和接种P. aeruginosa培养基（b和d）中浸泡7（a和b）和14 d（c和d）后表面各位点腐的数目和占比... 53

图3‑8时效处理后2205 DSS在无菌（a1）和接种P. aeruginosa培养基（b1）中浸泡14 d后的CLSM图像（a1-b1），以及相对应的线扫描曲线（白色线，a2-b2）... 54

图3‑9 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡了14 d后的电化学曲线：极化曲线（a）、极化曲线拟合参数（b）、CPT曲线（c）、CPT数值（d）、Mott-Schottky曲线（e）、Mott-Schottky曲线拟合参数（f）、0.2 V vs SCE下恒电位极化1 h的曲线（g）、双对数坐标的i-t曲线（h）和稳态电流密度（i）... 56

图3‑10 经过固溶处理（a1、a2、c1和c2）和时效处理（b1、b2、d1和d2）的2205 DSS在无菌（a1、a1、b1和b2）和接种P. aeruginosa培养基（c1、c2、d1和d2）中浸泡了14 d后表面钝化膜中Cr 2p3/2（a1-d1）和Mo 3d（a2-d2）的XPS精细谱... 58

图3‑11 固溶处理和时效处理的2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡了14 d后表面钝化膜中不同Cr氧化物组分占比... 59

图3‑12 固溶处理和时效处理的2205 DSS接种P. aeruginosa培养基中浸泡了7（a和b）和14 d（c和d）后表面生物膜CLSM图像，以及表面生物膜厚度（e）和表面附着细菌计数（f）（ns表示P>0.05，*表示0.05<&nbsp;P<0.01之间，**表示0.001

图3‑13 固溶处理（a-c）和时效处理后（d-f）2205 DSS样品在浸泡前的AFM图像（a和d），MFM图像（b和e）、SKPFM图像（c和f）和对应图上的线扫描曲线（a1-f1）... 61

图3‑14 时效处理2205 DSS样品在无菌培养基中浸泡1（a1-f1）、3（a2-f2）和7 d （a3-f3）后的AFM图像（a1和a3），MFM图像（b1和b3）、SKPFM图像（c1-c3）... 62

图3‑15 SKPFM图片（图3-14）中对应的线扫描I（a1-a3）和II（b1-b3）曲线... 63

图3‑16 时效处理2205 DSS样品在接种P. aeruginosa培养基中浸泡1（a1-f1）、3（a2-f2）和7 d （a3-f3）后的AFM图像（a1和a3），MFM图像（b1和b3）、SKPFM图像（c1-c3）... 64

图3‑17 SKPFM图片（图3-16）中对应的线扫描I（a1-a3）和II（b1-b3）曲线... 65

图3‑18 固溶处理（a1和a2）和时效处理（b1和b2）的2205 DSS的KAM图（a1和b1）和对应的相图（a2和b2）... 67

图3‑19 时效处理2205 DSS样品在接种P. aeruginosa培养基中浸泡1（a）、3（b）和7d（c）的腐蚀机制示意图，（d）是（b）中的放大区域，（e）是来自（c）中的放大区域... 68

图4‑1 在无菌培养基（a1、a2、b1和b2）和接种P. aeruginosa培养基（c1、c2、d1和d2）中完全浸润（a1、a2、c1和c2）和周期浸润（b1、b2、d1和d2）14 d后2205 DSS样品的SEM图像... 72

图4‑2 2205 DSS在无菌和有菌培养基中完全浸润（a和b）和周期浸润（c和d）7（a和c）和14 d（b和d）后表面的CLSM图像... 73

图4‑3 经过完全浸润和周期浸润7和14 d后2205 DSS表面附着的细菌数... 73

图4‑4 2205 DSS在无菌和P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d，并去除样品表面生物膜/腐蚀产物后的SEM图像... 74

图4‑5 2205 DSS样品在无菌（a和c）和接种P. aeruginosa培养基（b和d）中完全浸润和周期浸润7（a和b）和14 d（c和d）后各位置的点蚀数量和占比的统计数据... 75

图4‑6 2205 DSS样品在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润7和14 d后表面的点蚀坑深度... 76

图4‑7 2205 DSS在无菌（a1）和接种P. aeruginosa培养基（b1）中周期浸润14 d后的CLSM图像（a1-b1），相对应的线扫描曲线（白色线，a2-b2）... 77

图4‑8 2205 DSS样品在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润（a1、a2、c1和c2）和周期浸润（b1、b2、d1和d2）了1、3、5、9、14 d的后的Nyquist（a1-d1）和Bode图（a2-d2）... 78

图4‑9 用于拟合图4-8中EIS谱的电学等效电路（R(QR)(QR)(QR)）. 79

图4‑10 EIS拟合的Rcp（a）和Rf（b）随时间变化的曲线... 80

图4‑11 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的动电位极化曲线... 80

图4‑12 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的Mott-Schottky曲线... 82

图4‑13 2205 DSS在无菌（a和b）和接种P. aeruginosa培养基（c和d）中完全浸润（a和c）和周期浸润（b和d）14 d后钝化膜中Cr 2p3/2的XPS精细谱... 83

图4‑14 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡14 d后TEL中的DO浓度随厚度变化曲线... 84

图4‑15 在无菌培养基中周期浸润1（a1、a2、b1、b2）、3（c1、c2、d1、d2）和7 d（e1、e2、f1、f2）后标记区域的AFM和SKPFM图像（a1、a2、a3、b1、b2和b3：形貌图像和曲线；c1、c2、c3、d1、d2和d3：接触电势图像和曲线）... 85

图4‑16 在接种P. aeruginosa培养基中周期浸润1（a1、a2、b1、b2）、3（c1、c2、d1、d2）和7 d（e1、e2、f1、f2）后标记区域的AFM和SKPFM图像（a1、a2、a3、b1、b2和b3：形貌图像和曲线；c1、c2、c3、d1、d2和d3：接触电势图像和曲线）... 86

图4‑17 2205 DSS在无菌（a和c）和接种P. aeruginosa培养基（b和d）中经过完全浸润（a和b）和周期浸润（c和d）的腐蚀机制示意图... 88

图5‑1 时效处理的2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润7（a）和14 d（b）后表面腐蚀坑深度的箱线图（****表示P<&nbsp;0.0001。）... 91

图5‑2 时效处理的2205 DSS在无菌培养基中完全浸润和周期浸润14 d，并去除腐蚀产物后表面不同位置点蚀的SEM图片... 92

图5‑3 时效处理的2205 DSS在有菌培养基中完全浸泡和周期浸润14 d，并去除腐蚀产物后表面不同位置点蚀的SEM图片... 93

图5‑4 时效处理的2205 DSS在无菌（a和c）和接种P. aeruginosa培养基（b和d）中完全浸润和周期浸润7（a和b）和14 d（c和d）后表面各位置点蚀的数目和占比... 94

图5‑5 时效处理后2205 DSS在无菌（a1）和接种P. aeruginosa培养基（b1）中周期浸润14 d后的CLSM图像，相对应的线扫描曲线（a2-b2）... 95

图5‑6 时效处理的2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的电化学曲线：极化曲线（a）、icorr（b）、Epitting（c）、CPT曲线（d）、CPT值（e）、0.2 V vs SCE恒电位极化1 h的曲线（f）、双对数坐标的i-t曲线（g）和稳态电流密度（h）... 97

图5‑7 时效处理的2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的Mott-Schottky曲线（a）和拟合数据Nd和Na值（b）... 98

图5‑8 时效处理2205 DSS在无菌（a和b）和接种P. aeruginosa培养基（c和d）中完全浸润（a和c）和周期浸润（b和d）14 d后Cr 2p3/2的XPS精细谱... 99

图5‑9时效处理的2205 DSS在接种P. aeruginosa培养基中完全浸润（a和c）和周期浸润（b和d）7（a和b）和14 d（c和d）后表面生物膜CLSM图像... 101

图5‑10 时效处理的2205 DSS在接种P. aeruginosa的培养基中完全浸润和周期浸润7和14 d后表面附着的细菌数目... 101

图5‑11 时效处理的2205 DSS在接种P. aeruginosa的培养基中周期浸润不同时间后取出样品进行AFM和SKPFM扫描的时间点... 102

图5‑12 时效处理的2205 DSS在接种P. aeruginosa的培养基中浸润6、9、12、18、24和72 h后AFM（a1-f1）和SKPFM图像（a2-f2）. 103

图5‑13 I和II放大区域（图5-12）的AFM（a1和b1）、SKPFM（a2和b2）和相对应的接触电势线扫描（a3和b3）图像... 103

图5‑14 固溶处理（a1-a3）和时效处理（b1-b3）的2205 DSS的BSE图片（a1和b1）及EPMA线扫面（a2，a3，b2和b3）结果... 104

图5‑15 &sigma;析出相与周期浸润协同作用下2205 DSS在无菌（a）和接种P. aeruginosa培养基（b）中的腐蚀机理... 107

图6‑1 固溶处理后2205 DSS和时效处理后含Cu 2205 DSS的XRD图谱（a）和时效处理后含Cu 2205 DSS的OM图片... 110

图6‑2 时效处理后含Cu 2205 DSS的BSE图片和EDS面扫描图片... 112

图6‑3 时效处理后含Cu 2205 DSS的AFM（a）、MFM（b）、SKPFM（c）和相对应的接触电势线扫描曲线（d）... 113

图6‑4 时效处理后含Cu 2205 DSS中&gamma;（a和c）和&alpha;相（b和d）的AFM（a和b）和SKPFM（c和d）图像... 113

图6‑5 &alpha;相（图6-4中）中I（a）、II（b）、III（c）和IV（d）处的AFM和SKPFM曲线... 114

图6‑6 固溶处理2205 DSS（a1和a2）和时效处理含Cu 2205 DSS（b1和b2）在无菌培养基中浸14 d后SEM图像... 115

图6‑7固溶处理2205 DSS（a1和a2）和时效处理含Cu 2205 DSS（b1和b2）在无菌培养基中浸14 d后SEM图像... 115

图6‑8 时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌（a1-a3）和接种P. aeruginosa培养基（b1-b3）中浸泡3（a1和b1）、7（a2和b2）和14 d（a3和b3）后，去除腐蚀产物/生物膜的时效处理后含Cu 2205 DSS的光学图片... 116

图6‑9 时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌（a1和a2）和接种P. aeruginosa培养基（b1和b2）中浸泡14 d后的CLSM图片和对应的高度线扫描图像... 117

图6‑10 固溶处理的2205 DSS和时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡7（a）和14 d（b）后腐蚀深度图... 118

图6‑11 固溶处理的2205 DSS和时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡14 d后动电位极化曲线（a）、拟合结果Ecorr（b）、icorr（c）和Epitting（d）；无菌培养基中浸泡14 d后固溶处理的2205 DSS（e）和时效处理的含Cu 2205 DSS（f）的CPT曲线... 119

图6‑12 固溶处理的2205 DSS（a1、a2、c1和c2）和时效处理的含Cu 2205 DSS（b1、b2、d1和d2）在无菌（a1、a2、b1和b2）和接种P. aeruginosa培养基（c1、c2、d1和d2）中浸泡0、1、2、3、5、7、9、11、14d 后Nyquist（a1-d1）和Bode图（a2-d2）... 120

图6‑13 用于EIS拟合的等效电路（a）和拟合结果Rf值（b）... 121

图6‑14 在无菌（a1、a2、b1和b2）和接种P. aeruginosa培养基（c1、c2、d1和d2）中浸泡14 d后，固溶处理的2205 DSS（a1、a2、c1和c2）和时效处理的含Cu 2205 DSS（b1、b2、d1和d2）表面钝化膜中Cr 2p3/2和Cu 2p3/2的XPS精细谱... 122

图6‑15 时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌培养基中浸泡14 d后并去除腐蚀产物后表面的BSE图像和EDS面扫描图片... 124

图6‑16 时效处理的含Cu 2205 DSS在接种P. aeruginosa培养基中浸泡14 d后并去除腐蚀产物后表面的BSE图像和EDS面扫描图片... 125

图6‑17 时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌培养基（a-d）中浸泡7 d后表面的AFM（a）、MFM（b）、SKPFM图（c）和相对应的接触电势线扫描曲线（d）... 126

图6‑18 时效处理的含Cu 2205 DSS在接种P. aeruginosa培养基（a-d）中浸泡7 d后表面的AFM（a）、MFM（b）、SKPFM图（c）和相对应的接触电势线扫描曲线（d）... 127

图6‑19 时效处理的含Cu 2205 DSS（a1-c1）和固溶处理的2205 DSS（a2-c2）和在接种P. aeruginosa培养基中浸泡3（a1和a2）、7（b1和b2）和14 d（c1和c2）后表面的生物膜染色CLSM图片... 128

图6‑20 固溶处理的2205 DSS和时效处理的含Cu 2205 DSS在接种P. aeruginosa培养基中浸泡3、7和14 d后表面的附着细菌计数（a）；P. aeruginosa在含有固溶处理的2205 DSS和含Cu 2205 DSS的培养基中的生长曲线（b）... 129

图6‑21固溶处理的2205 DSS和时效处理的含Cu 2205 DSS在接种P. aeruginosa培养基中浸泡3、7和14 d后，溶液中PCN（a）和PYO（c）浓度；固溶处理的2205 DSS和时效处理的含Cu 2205 DSS在有菌培养基中浸泡的3、7和14 d后表面生物膜中的PCN（b）和PYO浓度（d）... 130

图6‑22 时效处理的含Cu 2205 DSS在接种P. aeruginosa培养基中的腐蚀机制... 132

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表目录

表2‑1 不同2205 DSS样品的基本信息... 24

表2‑2 无菌和接种P. aeruginosa培养基中的DO浓度和pH值的变化... 28

表2‑3 在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡21 d后，2205 DSS的Mott-Schottky图拟合后的Nd值和斜率... 34

表2‑4 在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡21 d后，&alpha;占比53.8%的2205 DSS XPS拟合结果... 36

表3‑1 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡14 d后的XPS精细谱的不同组分峰的强度比... 59

表4‑1 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的动电位极化曲线的拟合参数... 81

表4‑2 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的Mott-Schottky 曲线的拟合后的斜率和Nd值... 81

表4‑3 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的表面钝化膜中Cr 2p3/2的XPS精细谱拟合参数... 83

表5‑1 时效处理的2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中完全浸润和周期浸润14 d后的表面钝化膜中Cr 2p3/2的XPS精细谱拟合参数... 100

表6‑1 含Cu 2205 DSS的化学成分表... 108

表6‑2 标记位置（图6-2）的EDS点扫描结果... 111

表6‑3 固溶处理的2205 DSS和时效处理的含Cu 2205 DSS在无菌和接种P. aeruginosa培养基中浸泡14 d后的XPS精细谱的不同组分峰的强度比... 123

表6‑4 标记位置（图6-15）的EDS点扫描结果... 125

表6‑5 标记位置（图6-16）的EDS点扫描结果... 126