广泛存在于能源化工领域的换热设备微生物污垢问题影响因素众多,形成机制复杂,而目前的抑制或减轻微生物污垢的手段和方法有限,大多难以达到彻底根除微生物污垢的目的。表面改性技术为减轻换热设备表面冷却水微生物污垢提供了新的思路和可能性。本文主要对改性表面在静置微生物菌悬液中的污垢特性进行了实验研究。采用化学镀的方法对换热设备常用的碳钢表面进行表面改性,制备出具有实际应用价值的Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层,测试了镀层的表面能和孔隙率,利用划痕实验和热淬实验分析了镀层与基材的结合力,利用反复清洗的方法测试了镀层的稳定性,结果表明,制备的镀层表面大多属疏水性较强的低表面能表面,与基材结合能力强,稳定性好,具备实际应用条件。以冷却水中常见的铁细菌和黏液形成菌为目标微生物,开展镀层静置的微生物污垢实验。得出不同工艺参数下的Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层表面质量和微生物菌悬液OD值的变化,通过计算还得出了不同工艺参数镀层表面受微生物腐蚀失重量和微生物污垢附着量,分析了镀层表面能和孔隙率对镀层腐蚀失重量和微生物污垢附着量的影响；对不同工艺参数下的Ni-P合金镀层和Ni-P-PTFE复合镀层进行了盐雾腐蚀实验,得到了镀层表面在盐雾腐蚀实验后的宏观形貌和盐雾腐蚀失重量,分析了镀层表面能和孔隙率对镀层耐蚀性的影响。结果表明,低表面能和低孔隙率的镀层表面微生物腐蚀失重量、微生物污垢附着量及盐雾腐蚀失重量相应较低,展示较强的抗蚀抑垢能力。针对微生物菌悬液在静置实验中浓度不断变化的情况,采用粘附功等表面理论分析了菌悬液浓度变化对其附着能力的影响。首先,以培养的目标微生物菌悬液的原液为基础,分别配置OD400约为0.2的铁细菌菌悬液和OD600值为0.5的黏液形成菌菌悬液；然后,在测量菌悬液OD值随时间变化的基础上,利用JC2000C1接触角／界面张力测量仪,每隔12h测量不同OD值下对应的菌悬液表面张力和接触角；最后,计算得到不同OD值下菌悬液的粘附功,并结合菌悬液OD值和其粘附功的关联变化分析了微生物污垢的形成过程。采用电化学工作站测量了两种镀层的极化曲线和交流阻抗谱,分析了镀层在微生物菌悬液中的电化学行为。通过分析镀层表面在微生物菌悬液中极化曲线的分布,得出了两种镀层表面在微生物菌悬液中的耐蚀性,通过分析镀层总阻抗值随浸泡时间的变化,探讨了镀层表面在微生物菌悬液中的腐蚀和微生物污垢附着过程。结果表明,两种镀层表面的自腐蚀电流均小于碳钢,其阻抗值均远大于碳钢表面,利用镀层表面可以很好地阻止碳钢基材的腐蚀发生,在所制备的两种镀层中,Ni-P镀层的在微生物菌悬液中展示了更好的耐腐蚀效果。