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为解决钢铁腐蚀问题，研究人员开展了牛粪提取物（CME）对 SS304 不锈钢在氯化物和 H2SO4溶液中防腐蚀能力的研究。结果表明 CME 能显著提升 SS304 的抗腐蚀性能，这为绿色防蚀和废物利用提供了新方向。
在工业和日常生活中，钢铁的身影无处不在，从高楼大厦的骨架到家中的各种器具，它发挥着至关重要的作用。然而，腐蚀却如同钢铁的 “天敌”，时刻威胁着它的性能和使用寿命。钢铁腐蚀不仅会导致桥梁坍塌、管道泄漏，还会让珍贵的机械设备报废，造成巨大的经济损失，同时对环境也会产生负面影响。就拿奥氏体不锈钢 304（SS304）来说，它虽然具有一定的耐腐蚀性，能在表面形成由铬氧化物组成的自修复钝化膜来抵御腐蚀，但在酸性和氯化物环境中，这层保护膜可能会局部破裂，引发极其危险的点蚀。点蚀就像隐藏在钢铁内部的 “定时炸弹”，悄无声息地侵蚀着钢铁，导致其结构完整性被破坏，而且难以检测和预防。
传统的防腐蚀方法，如涂层和使用传统抑制剂，虽然有一定效果，但往往会使用有害化学物质，产生污染性废物，不符合当下可持续发展的理念。在全球倡导环保和资源高效利用的大背景下，如何找到一种既环保又有效的防腐蚀方法成为了科研人员亟待解决的问题。
此时，农业废弃物进入了人们的视野。全球每年都会产生大量的农业废弃物，其中包括农作物残渣、动物粪便等。以印度为例，每年就会产生巨量的固体农业废弃物和牲畜粪便。这些废弃物如果处理不当，不仅会占用大量土地，还会滋生各种环境问题。但换个角度看，它们富含多种有价值的化学成分，若能加以利用，将是一笔巨大的资源。
基于此，来自印度相关研究机构的研究人员开展了一项极具创新性的研究，探索牛粪提取物（Cattle Manure Extract，CME）对 SS304 不锈钢在不同腐蚀性介质中的腐蚀影响。该研究成果发表在《Bioresource Technology Reports》上，为解决钢铁腐蚀问题提供了新的思路。
研究人员在这项研究中使用了多种关键技术方法。首先，利用电子背散射衍射（Electron Backscatter Diffraction，EBSD）和 X 射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）对 SS304 合金进行表征，以了解其微观结构和相组成；通过傅里叶变换红外光谱（Fourier-Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）和紫外 - 可见光谱（UV–Vis spectroscopy）对 CME 进行分析，确定其中的活性成分；此外，还进行了一系列电化学测试，评估 CME 作为腐蚀抑制剂的效果；最后，借助扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy，SEM）成像和能量色散光谱（Energy Dispersive Spectroscopy，EDS）分析，观察腐蚀后不锈钢表面的形貌变化和元素分布。
材料和制备
研究人员从印度北方邦坎普尔的当地供应商处购买了直径 15mm 的奥氏体不锈钢 AISI SS304 棒材，将其切割成小块用于后续的电化学测试和研究。通过光学发射光谱记录了该钢材的化学成分，包括碳（0.05wt%）、硫（0.025wt%） 、磷（0.032wt%） 、硅（0.28wt%） 、铬（18.6wt%） 、锰（1.37wt%） 、镍（8.2wt%） 和铁（71.4wt%） 。随后，使用碳化硅砂纸将样品打磨至 1200P。
EBSD 和 XRD 对 SS304 的分析
对 SS304 进行 EBSD 和 XRD 分析后发现，EBSD 的 IPF-Z 图显示扫描区域中超过 90% 可被索引，且图中没有占主导的颜色，这表明 SS304 的晶粒是随机取向的。计算得出的晶粒尺寸为 8.26±3.98μm，属于细晶粒微观结构。XRD 分析结果也进一步证实了相关结构特征。
电化学测试评估 CME 的抑制效果
通过一系列电化学测试，研究人员发现 CME 对 SS304 在不同腐蚀介质中的腐蚀具有明显的抑制作用。在 NaCl 溶液中，CME 的抑制效率可达 83%；在 H2SO4溶液中，抑制效率为 65%。这表明 CME 能够有效改变金属 - 电解质界面的活性，在不锈钢表面形成一层保护性薄膜，从而降低腐蚀速率。
SEM 成像和 EDS 分析表面形貌变化
利用 SEM 成像和 EDS 分析腐蚀后的 SS304 表面，结果证实了在两种电解液中，CME 的参与使得不锈钢表面形貌发生了变化，且这种变化与保护膜的形成一致。这进一步说明了 CME 在抑制腐蚀过程中发挥了重要作用，它通过在不锈钢表面形成保护膜，阻止了腐蚀介质与金属的直接接触，从而保护了 SS304 不锈钢。
综合上述研究结果，该研究得出结论：牛粪提取物（CME）能够显著改善 SS304 在 H2SO4溶液中的活性 - 钝化行为，提高其抗氯化物点蚀的能力。这一研究成果意义重大，一方面，它为解决钢铁腐蚀问题提供了一种绿色、可持续的解决方案，有助于减少传统防腐蚀方法对环境的负面影响；另一方面，实现了农业废弃物的资源化利用，将原本被视为负担的牛粪转化为具有商业价值的腐蚀抑制剂，符合循环经济的理念。同时，该研究也为后续进一步探索其他农业废弃物在材料保护领域的应用提供了参考和借鉴，有望推动绿色防腐蚀技术的进一步发展。
