胞外聚合物对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为影响

丁清苗，刘瑞阳，侯文亮

胞外聚合物对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为影响

丁清苗1，刘瑞阳1，侯文亮2

（1.中国民航大学，天津 300300；2.中国石油管道局工程有限公司第三工程分公司，郑州 451450）

探究飞机油箱内有积水存在的环境中硫酸盐还原菌分泌的胞外聚合物（EPS）对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为的影响，为飞机油箱中微生物腐蚀与防护提供理论依据。针对航煤中微生物滋生导致飞机油箱材料2024铝合金腐蚀失效的问题，通过傅里叶红外光谱（FT-IR）分析EPS的组成，并利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）分析金属离子含量，采用表面分析法和电化学法研究了硫酸盐还原菌EPS在模拟飞机油箱积水环境中诱导飞机油箱2024铝合金的腐蚀行为。与无EPS添加的介质条件相比，在相同的试验条件下，EPS导致航煤积水模拟溶液中的2024铝合金腐蚀电流密度减小，腐蚀产物膜呈疏松多孔的形貌，腐蚀形貌以点蚀为主。试验结束时，2024铝合金在EPS质量浓度为200 mg/L的模拟溶液中腐蚀速率大致为无EPS添加的模拟溶液中的1/10。当溶液中EPS质量浓度为100 mg/L和200 mg/L时，尽管EPS与Al3+络合产生的EPS-金属络合物会促进2024铝合金试样阳极溶解速度，但起主要影响的是抑制溶解氧扩散减缓阴极吸氧反应，抑制腐蚀的效果与EPS浓度仍成正比。航煤积水模拟溶液中加入EPS会影响铝合金的腐蚀行为。当EPS质量浓度为200 mg/L时，抑制铝合金腐蚀效果最好；对于EPS质量浓度为300 mg/L的溶液，EPS-金属络合物失去隔离溶解氧作用进而加速试样腐蚀。

2024铝合金；胞外聚合物；航煤积水模拟溶液；电化学测试；腐蚀形貌；腐蚀规律

金属的微生物腐蚀（MIC）是指微生物的自身生命活动及其代谢产物直接或间接地加速金属材料腐蚀过程[1]。MIC与金属表面生物膜的形成和附着密切相关。生物膜主要由微生物细胞、胞外多聚物、微量的无机矿物和从液体或培养基中吸附的一些有机物组成[2]。目前，有学者[3-6]已发现微生物与金属反应生成的表面络合物会在金属表面形成致密保护层，从而抑制金属的腐蚀速率，并且发现微生物分泌的一种代谢产物胞外聚合物（EPS）会抑制金属的微生物腐蚀。习伟进[3]在碳钢表面分别浸涂罗伊氏乳杆菌、荧光假单胞菌、大肠杆菌的 EPS 进行试验，通过比较浸涂相同时间时碳钢的腐蚀电流密度，发现罗伊氏乳杆菌EPS抑制碳钢的腐蚀能力最佳，大肠杆菌EPS抑制碳钢的腐蚀能力最差，推测是由于EPS涂层性质不同导致其对碳钢腐蚀的抑制效果也不同。张振武等[5]利用模拟物质代替EPS，发现其可抑制q235钢腐蚀。Stadler等[6]研究发现EPS对碳钢的腐蚀起抑制作用，却促进纯铁的腐蚀。Finkenstadt等[7]发现从单一菌种肠膜明串珠菌中提取的EPS具有保护低碳钢不被腐蚀的作用。

有研究发现由生物体产生的EPS与金属基体的络合性质导致EPS中的功能性官能团与金属离子的吸附性能相关[8]，EPS中的其他物质成分，例如蛋白质、多糖、氨基、磷酸等官能团也可以带负电[9]，这些官能团通过与金属离子络合从而影响金属腐蚀过程[4]。Ghafari等[10]通过对比研究发现，MUT.2细菌EPS中的—COOH含有C—O、C==O键，易与Fe3+等金属离子结合成密实的保护膜，因此其对碳钢的防腐蚀效果较MUT.1更好。Huo等[11]认为羧基会与金属离子相互作用形成致密保护层，进而对金属腐蚀产生影响。Sun等[12]研究了金属离子（Zn2+、Co2+）与活性化学基团的相互作用机理，发现EPS中的—NH2和—COOH增强了对Zn2+、Co2+的吸附和络合作用。

飞机油箱的材料一般为铝合金，油箱的微生物腐蚀问题已经成为一个威胁飞机安全飞行的严重的现实问题，飞机油箱的防腐蚀问题逐渐引起重视。硫酸盐还原菌（SRB）作为飞机油箱中的代表性微生物，研究硫酸盐还原菌的EPS对金属腐蚀的影响尤为重要。但目前关于飞机油箱内有积水存在的环境中微生物 EPS 对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为的影响研究几乎没有，因此研究微生物分泌的EPS对2024铝合金腐蚀行为的影响对航空安全具有重要意义。

本文以模拟飞机油箱积水环境中硫酸盐还原菌EPS为研究对象，通过电化学测试方法和腐蚀表面分析方法探究微生物代谢产物EPS对飞机油箱2024铝合金腐蚀的影响，并利用红外光谱分析技术对2024铝合金表面生物膜成分进行检测，进一步推断微生物EPS对金属腐蚀影响的作用机制。

1 方法

1.1 材料

试验材料为2024铝合金，主要化学成分（质量分数，%）为：0.5%Si，0.5%Fe，0.3%～0.9%Mn，1.2%～ 1.8%Mg，3.8%～4.9%Cu，0.1%Cr，0.25%Zn，0.15%Ti，Al余量。电化学试样尺寸为10 mm×10 mm×3 mm，用环氧树脂封装成工作面积为10 mm×10 mm电化学试件，工作面用800#—2000#砂纸逐级打磨，依次用丙酮、乙醇、蒸馏水清洗后，自然干燥待用。采用大小为10 mm×10 mm×4 mm的试片进行失重试验以及腐蚀表面分析试验，处理方式同上，所用试件均须在紫外线灯照射30 min后使用，以避免其他微生物对试验结果产生影响。

1.2 试验环境

配制航煤积水模拟溶液，其溶液介质成分为[13]：1 000 mg/L CdCl2，100 mg/L NaCl，50 mg/L CaCl2，50 mg/L MgCl2，10 mg/L ZnCl2，5 mg/L FeCl3，5 mg/L MnCl2·4H2O，1 mg/L PbCl2，1 mg/L CrCl3·6H2O，1 mg/L CuCl2·2H2O，1 mg/L NiCl2·6H2O，1 L蒸馏水。本试验使用飞机油箱中常见菌种——硫酸盐还原菌（SRB），其中EPS采用高速离心法[14]从预培养15 d的1 L SRB菌液中分离提取，离心管在4 ℃下以12 000 r/min离心20 min，取EPS上清液。将EPS上清液使用0.22 μm厚的膜过滤器过滤3次，以去除细菌细胞，然后将含有EPS的滤液冷冻干燥。共设置4个试验组：对照组为150 mL无EPS添加的航煤积水模拟溶液，试验组为EPS质量浓度分别是100、200、300 mg/L的航煤积水模拟溶液。

1.3 电化学测试

电化学测试采用PARSTAT 3000A-DX工作站标准三电极体系，以饱和甘汞电极（SCE）作参比电极，铂电极为辅助电极，2024铝合金试样为工作电极。在10‒2～105Hz范围内施加10 mV正弦电压信号，在OCP下测量电化学阻抗谱，通过ZSimpWin对数据进行拟合分析。动电位扫描速率为0.5 mV/s，相对于自腐蚀电位的电位扫描范围为±500 mV，使用Versa­Studio软件分析极化曲线。

1.4 表面分析方法

试样先用PBS缓冲液冲洗表面再分别用25%、50%、75%、100%的乙醇逐级脱水处理，自然干燥后用扫描电子显微镜（SEM）来观察试样的腐蚀形貌[15]。试样表面腐蚀产物收集完成后，按照Sun等[11]方法提取EPS-金属络合物，使用傅里叶红外光谱仪分析其官能团，用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）分析金属离子含量。

2 结果及分析

2.1 EPS对材料腐蚀行为的分析

图1为2024铝合金在不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的极化曲线。表1为极化曲线拟合结果。试验第5 d，未添加EPS的航煤积水模拟溶液中阳极塔菲尔斜率a小于阴极塔菲尔斜率c，这是阴极产生的OH‒与Al3+结合生成Al(OH)3，金属基体被腐蚀产物膜覆盖而受到保护，阴极极化控制程度增加，腐蚀倾向减小。

由表1可知，试验第1 d时，浸泡于EPS质量浓度为100 mg/L溶液中的铝合金腐蚀电流密度为3.47 mA/m2，而EPS质量浓度为200 mg/L溶液中的铝合金腐蚀电流密度为2.48 mA/m2。根据Farady第二定律可知[14]，随着航煤积水模拟溶液中EPS浓度的增大，试样的腐蚀倾向性减小。由表1可知，试验过程中，对于浸泡天数相同的处理组，添加EPS质量浓度为100 mg/L和200 mg/L的溶液中试样腐蚀电流密度始终小于未添加EPS溶液中试样的腐蚀电流密度。试验结束时，试样在EPS质量浓度为100 mg/L溶液中的腐蚀电流密度大致为EPS质量浓度为200 mg/L溶液中的2.5倍。同时，SEM结果表明，随浸泡时间的增加，黏附到铝合金表面的膜层变得疏松，促使溶液中的Cl‒等腐蚀性离子对金属基底产生侵蚀作用[16]，腐蚀倾向性增大。当2024铝合金在含EPS质量浓度为200 mg/L的模拟溶液中浸泡11 d时，其腐蚀速率为无EPS添加的模拟溶液中腐蚀速率的1/10。基于以上结果，可以说EPS浓度会对2024铝合金在航煤积水模拟溶液中的腐蚀产生影响。

图2是2024铝合金在未添加EPS的航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱图，图3—5分别是2024铝合金在3种不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱图。对于对照组试样（图2a），从第1 d到第7 d，阻抗弧直径增大，这是由于铝合金表面形成了保护性腐蚀产物膜。第7 d到试验结束时，阻抗弧直径减小，且通过表1中铝合金在未添加EPS溶液中的极化曲线拟合数据可知，浸泡11 d结束时，腐蚀电流密度达到最大值，可能是腐蚀产物膜破裂使腐蚀性离子通过，导致腐蚀越来越严重。但从Nyquist图3a可以看出，随浸泡时间的增加，阻抗弧的直径先减小后增大，第5 d时直径达到最小，表明此时试样表面腐蚀最严重，这说明EPS的存在改变了2024铝合金在航煤积水模拟溶液中的腐蚀行为。在Bode图3b中可以看到2个明显不同的时间常数，这表明在试样表面形成了保护性腐蚀产物膜。

图1 2024铝合金在不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的极化曲线

表1 2024铝合金在不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的极化曲线拟合结果

图2 2024铝合金在EPS质量浓度为0 mg/L航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱

图3 2024铝合金在EPS质量浓度为100 mg/L航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱

图4 2024铝合金在EPS质量浓度为200 mg/L航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱

图5 2024铝合金在EPS浓度为300 mg/L航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间的电化学阻抗谱

在EPS质量浓度为200 mg/L的航煤积水模拟溶液中，不同浸泡时间的试样电化学阻抗谱特征变化十分显著（图4a），且低频阻抗弧后面明显有一条与轴呈45°的直线，为Warburg阻抗，其低频容抗弧直径先显著减小后变大，浸泡7 d至试验结束时，Bode图中相位角增大，这说明试验后期铝合金表面逐渐形成完整的膜结构，试样腐蚀受到抑制，与表1所示腐蚀电流密度减小结果一致。从图5可以看出，EPS质量浓度为300 mg/L的航煤积水模拟溶液中，随浸泡时间的增加，阻抗弧直径呈先减小后增大的趋势，且在试验进行到第5 d时，阻抗弧最小，表明在试验中期时添加高浓度EPS的航煤积水模拟溶液中试样的腐蚀产物膜脱落，导致基体暴露于溶液中，使金属腐蚀变快。

通过图6所示的等效电路图对不同EPS浓度航煤积水模拟溶液中试样的电化学阻抗谱进行拟合（误差小于10%）。无EPS组的阻抗谱图仅由高频区和低频区的阻抗弧组成，使用图6a等效电路图拟合数据；试验组的阻抗谱图使用图6b所示电路图进行拟合。其中s为溶液阻抗；pf和ct分别为表面膜阻抗和工作电极电荷转移电阻；d为电极表面膜下双电层的常相位元件；f为电极表面膜的常相位元件，由于腐蚀电极表面存在弥散效应，d和f分别为双电层电容表面和膜表面的弥散系数[17]。表2为拟合电路参数。

从表2中可以看出，无EPS组的ct值在第7 d后急剧减小，对应于表1极化曲线拟合数据，试验结束时腐蚀电流密度达到最大值，为233.30 mA/m2，数据分析均表明无EPS组的试样在试验结束时腐蚀最严重。s值与ct值相比很小，说明可忽略溶液电阻的影响。定义ct+pf的值为线性极化电阻p，对于另外3个试验组，试验第1 d，航煤积水模拟溶液中EPS浓度越高的试验组，对应的p值越大，说明EPS可作为保护层在金属表面附着。试验前5 d，添加EPS的试验组的pf值呈先增大后减小的趋势，之后pf值随浸泡时间的增加而增加，说明铝合金表面的EPS涂层在逐渐变厚。

图6 2024铝合金在航煤积水模拟溶液中的等效电路图

以上结果表明，在试验的11 d内，对于浸泡于EPS质量浓度为100 mg/L和200 mg/L的航煤积水模拟溶液中的各试验组，腐蚀行为大致分为3个阶段。第一阶段是在试验的3 d内，试样的腐蚀得到了抑制，腐蚀速度逐渐降低，并且当EPS质量浓度为200 mg/L时，抑制试样腐蚀的效果最明显，这是由于涂附于铝合金表面的EPS作为保护层阻碍了溶解氧的扩散，从而抑制金属腐蚀。第二阶段是在试验3～7 d，c/a>1，此时主反应为阴极去极化过程，说明随腐蚀反应的进行，腐蚀性离子与铝合金直接接触，加速金属腐蚀。第三阶段是试验7 d后，在铝合金表面EPS形成稳定保护膜，阻碍离子和溶解氧的扩散，抑制了阴极的吸氧还原反应，导致这段时间内试样的腐蚀速度变慢[17]。当溶液中EPS质量浓度为300 mg/L时，腐蚀行为与上述存在很大差异，试验3 d内，添加高浓度EPS的试验组的腐蚀速率有增大的趋势，试验3 d后，腐蚀速率呈现先减小后增大的趋势，表明当EPS质量浓度为300 mg/L时会促进试样的腐蚀。

表2 2024铝合金在不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡不同时间后的阻抗谱拟合参数

2.2 EPS对材料表面腐蚀形貌分析

图7显示了2024铝合金在不同EPS浓度下的航煤积水模拟溶液中浸泡3、11 d后的表面形貌。试样在未添加EPS的溶液中浸泡3 d后，试样表面腐蚀产物膜呈疏松多孔的形貌（图7a1），导致溶液中腐蚀性离子直接与金属基体接触进而加速腐蚀[18]。浸泡试验结束时，极化曲线拟合结果与SEM（图7a2）显示结果一致，积累的腐蚀产物层变厚，金属基体受到保护，处于相对稳定状态[19]。在含有EPS的溶液体系中，覆盖试样表面的腐蚀产物具有分层结构（图7b2），试验结束时，与浸泡于EPS质量浓度为100 mg/L和200 mg/L溶液中的试样相比，浸泡于EPS质量浓度为300 mg/L的航煤积水模拟溶液中的试样生物膜结构的不均匀程度更明显（图7d2）。可以看到，添加EPS的航煤积水模拟溶液会对试样表面的腐蚀程度造成影响。同时这也说明，随着EPS浓度的增大，EPS保护层逐渐变为疏松的吸附层，腐蚀性溶液与基体直接接触导致试样腐蚀速度加快。因此，EPS是微生物附着腐蚀过程中不可忽视的重要因素。

图8为2024铝合金在不同EPS浓度下的航煤积水模拟溶液中浸泡3、11 d后去除腐蚀产物的表面腐蚀形貌图。比较图8a1和图8a2可知，在未添加EPS的溶液中，随着浸泡时间的延长，试样表面出现局部腐蚀，在腐蚀性离子的作用下，点蚀坑直径也逐渐增大。在EPS质量浓度为100 mg/L和200 mg/L的航煤积水模拟溶液中浸泡3 d试样去除腐蚀产物后，其表面均出现点蚀现象，EPS质量浓度为200 mg/L（图8b1和8c1）时，试样的点蚀坑直径和数量与EPS质量浓度为100 mg/L时相比普遍减小。浸泡试验结束时，铝合金表面的点蚀坑数量与试验3 d相比明显增加。当试样在EPS质量浓度为300 mg/L的航煤积水模拟溶液中浸泡11 d后，2024铝合金表面剥蚀现象严重，溶液中腐蚀性离子的不断侵入使得腐蚀坑较第3 d时更加明显。

2.3 EPS对材料表面生物膜的分析

红外光谱表征聚合物官能团的有效手段，综合谱带形状、吸收峰位置、谱带强度及相关峰的存在[20]。图9是在EPS质量浓度为300 mg/L航煤积水模拟溶液中浸泡3 d的2024铝合金试样的红外光谱图。可以看出，在2 922.99、1 633.31、1 050.69 cm‒1处能检测到较强的吸收峰，在3 442.95、2 850.69、1 539.34、1 459.56 cm‒1处检测到的吸收峰较弱。

图7 2024铝合金在不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡3、11 d后SEM图像

图8 2024铝合金在不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中浸泡3、11 d后去除腐蚀产物的金相显微图像

图9 浸泡在EPS质量浓度为300 mg/L航煤积水模拟溶液中3 d的2024铝合金表面生物膜FT-IR图

表3是吸收峰对应的官能团。由此可见，3 442.95 cm‒1处的吸收峰与糖类的羟基键或者蛋白质中的亚氨基键的伸缩振动有关。2 922.99、2 850.69 cm‒1处的吸收峰是次甲基键的伸缩振动引起的。1 633.31、1 539.34 cm‒1处的吸收峰分别与—COOH、C==N键伸缩振动有关[18]。1 459.56 cm‒1处的吸收峰与蛋白质中氰基键伸缩振动有关。代表多糖C—O—C键的吸收峰出现在1 050.69 cm‒1处。由此可见，EPS中含有具有带负电荷的羧基等官能团及其具有还原性的羟基，这些官能团能与金属离子相互作用，从而对金属离子具有亲和性[21]。

表3 EPS的FT-IR光谱吸收峰对应的官能团

图10是浸泡在EPS质量浓度为300 mg/L航煤积水模拟溶液中3 d和11 d试样的红外光谱对比图，试样表面所提取的EPS-金属络合物FTIR光谱在O—H、N—H和C==O的伸缩振动对应的峰位上发生了明显的偏移，同时，浸泡在EPS质量浓度为300 mg/L中3 d的试样红外光谱图中C==N伸缩振动对应的吸收峰位对应于浸泡在相同EPS浓度中11 d的试样红外光谱图的吸收峰位几乎消失。说明相应官能团确实参与了吸附过程，即其孤电子对与材料表面的Al3+发生了键合作用，使得此处的官能团发生了分子之间的价键重排或者新的化学键的形成等结构上的改变[22]。浸涂EPS后填补铝合金表面氧化膜不均匀形成的凹凸点，并且EPS中含有C==O可以与Al3+络合，因而可以很好地吸附在金属表面。

图10 浸泡在EPS质量浓度为300 mg/L航煤积水模拟溶液中3、11 d后的试样表面生物膜FTIR对比图

表4为铝合金表面EPS-金属络合物中Al元素的含量。试验第3 d时，EPS质量浓度为200 mg/L的试验组试样表面EPS-金属络合物中Al元素含量最小。结合上述EIS和FT-IR光谱分析的结论可以判断，对于EPS 质量浓度为100 mg/L和200 mg/L的试验组，其EPS络合Al3+的能力很快达到饱和，所以尽管其络合行为能促进试样的阳极溶解，但影响作用有限，此时起到主要影响的还是 EPS 抑制溶解氧扩散，进而抑制试样腐蚀。试验结束时，Al元素含量与EPS浓度成正比，结合红外光谱图10官能团变化，说明试样长时间浸泡在高浓度EPS的航煤积水模拟溶液中，会促进EPS的官能团与材料表面更多的Al3+发生络合作用，使得沉积在金属表面的EPS-金属络合物变得疏松失去隔离溶解氧的作用，加速铝合金腐蚀。

表4 EPS-金属络合物中Al元素含量

3 结论

1）浸泡于不同EPS浓度的航煤积水模拟溶液中的2024铝合金表面腐蚀产物膜呈现疏松多孔的结构，去除腐蚀产物后，试样表面腐蚀形貌以点蚀为主。

2）SRB分泌的EPS会影响2024铝合金的腐蚀速率。与无EPS添加的介质条件相比，在相同的试验条件下，EPS导致航煤积水模拟溶液中2024铝合金的腐蚀电流密度减小。当2024铝合金在EPS质量浓度为200 mg/L的模拟溶液中浸泡11 d时，其腐蚀速率大致为无EPS添加的模拟溶液中腐蚀速率的1/10。

3）EPS浓度影响2024铝合金的腐蚀行为。当溶液中EPS浓度为100 mg/L和200 mg/L时，EPS浓度与抑制试样腐蚀的效果成正比；随浸泡时间的增加，EPS与Al3+络合产生的EPS-金属络合物会促进2024铝合金试样阳极溶解速度，但起主要影响的是抑制溶解氧扩散减缓阴极吸氧反应。当溶液中EPS质量浓度为300 mg/L时，硫酸盐还原菌分泌的EPS通过C==N与Al3+发生键合作用，使得沉积在金属表面的EPS-金属络合物变得疏松失去隔离溶解氧的作用，进而加速2024铝合金的腐蚀速度。

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Influence of Extracellular Polymeric Substances on Corrosion Behavior of 2024 Aluminum Alloy in Aircraft Fuel Tank

1,1,2

(1. Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China; 2.The Third Engineering Branch of China Petroleum Pipeline Bureau Engineering Co., Ltd., Zhengzhou 451450, China)

This paper aims to explore the effect of extracellular polymeric substances (EPS) secreted by sulfate-reducing bacteria in the environment where there is water in the aircraft fuel tank on the corrosion behavior of 2024 aluminum alloy and provide a theoretical basis for microbial corrosion and protection in aircraft fuel tanks. The growth of microorganisms in aviation coal caused the corrosion failure of the aircraft fuel tank material 2024 aluminum alloy. Sulfate-reducing bacteria EPS was isolated and extracted by high-speed centrifugation. Different experimental groups were formed by adding different contents of EPS to the simulated jetting water solution. Cut the 2024 aluminum alloy into long squares of 10 mm×10 mm×3 mm as the materials and smooth them by sandpaper and cleaned. After placing the experimental groups for 11 days, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) was used to analyze the composition of EPS. The corrosion behavior of aircraft fuel tanks 2024 aluminum alloy induced by EPS of sulfate-reducing bacteria was investigated with surface analysis method and electrochemical method in a simulated aircraft fuel tank water environment. Results showed that compared with the medium condition without EPS, under the same experimental conditions, the corrosion current density of 2024 aluminum alloy decreased under the action of the EPS. The corrosion product film showed a loose and porous morphology. The corrosion morphology was dominated by pitting corrosion. Within 11 days of the experiment, the corrosion behavior was divided into three stages when the EPS concentration in the solution was 100 mg/L and 200 mg/L. In the first stage, within 3 days of the experiment, it hindered the diffusion of dissolved oxygen and inhibited corrosion to a certain extent since the EPS coated on the surface of the aluminum alloy acted as a protective layer. The second stage was in the 3-7 days of the experiment, the non-uniformity of the EPS film became larger, and the corrosive ions accelerated metal corrosion. The third stage was after 7 days of the experiment, EPS formed a stable protective film on the metal surface. It connected with various substances in the protective film to hinder the diffusion of corrosion ions and dissolved oxygen and inhibit the oxygen absorption reaction of the cathode, resulting in the corrosion rate to slow down. The EPS-metal complex produced by the complexation of EPS and Al3+promoted the anodic dissolution rate of 2024 aluminum alloy samples, but the main influence was to inhibit the diffusion of dissolved oxygen to slow down the cathodic oxygen absorption reaction. The effect of inhibiting corrosion was still proportional to the EPS concentration. The corrosion behavior of aluminum alloy was influenced by EPS in the simulated jetting water solution. The corrosion current density of 2024 aluminum alloy in a solution with EPS concentration of 200 mg/L was roughly 1/10 times that of no EPS. When the EPS concentration was 200 mg/L, the effect of inhibiting the corrosion of aluminum alloy was the best. With 300 mg/L EPS concentration in the solution, the EPS-metal complex lost its effect in isolating dissolved oxygen and accelerated the corrosion rate of the sample.

2024 aluminum alloy; extracellular polymeric substances (EPS); simulated jetting water solution; electroche­mical tests; corrosion morphology; corrosion law

TG172

A

1001-3660(2022)12-0197-11

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.12.020

2021–10–21；

2022–05–30

2021-10-21；

2022-05-30

中央高校基金项目（3122019107）；民航安全能力建设项目

Central University Fund Project (3122019107); Civil Aviation Safety Capacity Building Project

丁清苗（1984—），女，博士，副教授，主要研究方向为材料腐蚀与防护。

DING Qing-miao (1984-), Female, Doctor, Associate professor, Research focus: material corrosion and protection.

丁清苗，刘瑞阳，侯文亮. 胞外聚合物对飞机油箱2024铝合金腐蚀行为影响[J]. 表面技术, 2022, 51(12): 197-207.

DING Qing-miao, LIU Rui-yang, HOU Wen-liang. Influence of Extracellular Polymeric Substances on Corrosion Behavior of 2024 Aluminum Alloy in Aircraft Fuel Tank[J]. Surface Technology, 2022, 51(12): 197-207.

责任编辑：万长清