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【特約綜述】天津大學(xué)胡文彬教授課題組：圖像識(shí)別在材料腐蝕退化中的應(yīng)用-基本原理、進(jìn)展和挑戰(zhàn)

2020-12-14 09:56:38 作者：夏大海來源：JMST 分享至：

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本文綜述了過去20多年課題組在圖像識(shí)別用于材料腐蝕和老化方面的研究工作，列出了常見的圖像識(shí)別算法，并分別探討了各自的適用范圍及局限性。

背景介紹

材料的腐蝕和老化往往伴隨著結(jié)構(gòu)、成分和形貌的改變。通過圖像采集設(shè)備（數(shù)碼相機(jī)、掃描電鏡、聲掃描顯微鏡、紅外照相機(jī)等）可以獲得相應(yīng)的數(shù)字圖像。圖像識(shí)別方法實(shí)際是通過各種圖像識(shí)別方法對(duì)材料的失效、老化、缺陷或局部腐蝕進(jìn)行表征，提取用于定性或半定量評(píng)價(jià)的特征參數(shù)。

圖文賞析

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Fig. 1. Images based on radiation from the electromagnetic （EM） spectrum and acoustic waves: （a） the EM spectrum arranged according to energy per photon, （b） an example of infrared photography of steel corrosion under an organic coating, （c） the image in （b） obtained from an optical microscope, （d） an example of X-ray tomography of corrosion pits, （e） an image of blisters on a lacquered food can, （f） a scanning acoustic microscope （SAM） image of the image in （e） clearly showing the blisters, （g） a corrosion pit observed by a scanning electron microscope.

Fig. 2. Research opportunities to use various techniques and mathematical methods to predict and evaluate metallic materials corrosion.

作者介紹

夏大海，天津大學(xué)材料學(xué)院碩士生導(dǎo)師，2012年畢業(yè)于天津大學(xué)，獲得博士學(xué)位；2012.12~2014.09，加入加拿大Alberta大學(xué)Jing-Li Luo院士課題組進(jìn)行博士后研究工作。2014年10月入職天津大學(xué)材料學(xué)院。目前擔(dān)任中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)“青年工作委員會(huì)”及“腐蝕電化學(xué)及測試方法委員會(huì)”委員。近十年來，一直從事鈍性金屬腐蝕損傷機(jī)制及防護(hù)基礎(chǔ)方面的研究工作。已經(jīng)在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表SCI論文100余篇， H指數(shù)18；其中以第一作者和通訊作者在Electrochim. Acta、J. Electrochem. Soc.、Corros. Sci.、Electrochem. Commun.等國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文70余篇（含特邀綜述5篇），單篇文章最高引用次數(shù)87次。作為第一發(fā)明人申請(qǐng)中國發(fā)明專利3項(xiàng)，獲授權(quán)1項(xiàng)。2019年獲Corrosion Science, Measurement等期刊Outstanding reviewer。

宋詩哲，1966年天津大學(xué)電化學(xué)專業(yè)研究生畢業(yè)?，F(xiàn)為天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，享受國務(wù)院特殊津貼。多年來從事腐蝕電化學(xué)教學(xué)和科研工作。已培養(yǎng)碩士生四十余名，博士生近二十名。自1981年起一直承擔(dān)國家科委“六五”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金“七五”至“十五”期間重大項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃（973）項(xiàng)目。此外還承擔(dān)多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和其他部委項(xiàng)目。在國內(nèi)率先將微計(jì)算機(jī)解析和在線測量用于腐蝕電化學(xué)研究，在鈍化膜穩(wěn)定性和局部腐蝕的理論與方法研究方面有所突破。獲天津市八五立功獎(jiǎng)?wù)拢?005年度五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆Ｔ趪鴥?nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議發(fā)表論文200余篇。著有“腐蝕電化學(xué)研究方法”和譯著“電化學(xué)方法 — 原理和應(yīng)用”。

秦真波，男，天津大學(xué)材料學(xué)院講師，2018年畢業(yè)于上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院獲博士學(xué)位。長期從事于材料的腐蝕機(jī)理與表面改性研究，參加國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等多個(gè)研究項(xiàng)目，研究成果發(fā)表于Corros. Sci.，J. Electrochem. Soc.，Corrosion，Surf. Coat Tech.等期刊上。

吳忠，天津大學(xué)材料學(xué)院副教授，碩士研究生導(dǎo)師。2003年起在上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院完成本科及研究生階段學(xué)習(xí)，2013年博士畢業(yè)后在上海交通大學(xué)化學(xué)流動(dòng)站開展博士后工作，期間于2014年7月至2015年7月在加拿大卡爾加里大學(xué)開展博士后交流，2017年起受聘擔(dān)任天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授。

主要致力于材料表面結(jié)構(gòu)與功能一體化、腐蝕與防護(hù)、新能源材料等方面的研究，目前為止發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，其中SCI收錄30篇，申請(qǐng)國家發(fā)明專利20余項(xiàng)，其中授權(quán)專利8項(xiàng)，獲得國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青年基金項(xiàng)目和中國博士后科學(xué)基金面上項(xiàng)目資助，相關(guān)研究成果獲得省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)（排名第二），2018年度入選天津大學(xué)北洋青年學(xué)者計(jì)劃。

胡文彬，天津大學(xué)材料學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。1994年獲得中南大學(xué)有色金屬冶金博士學(xué)位，1999年在上海交通大學(xué)晉升教授，2011年被評(píng)定為二級(jí)教授，2012年被聘為上海交通大學(xué)特聘教授。2014年4月受聘擔(dān)任天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長、學(xué)校講座教授。

主要從事材料表面工程技術(shù)、金屬基復(fù)合材料、納米金屬材料的可控制備與應(yīng)用基礎(chǔ)的研究與開發(fā)。在Nature Energy., Nature Commun., Chem. Soc. Rev.，Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.，ACS Nano，Nano Energy等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI收錄論文300多篇，被SCI他引6000多次，出版著作或教材4本；作為第一完成人，獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

國家杰出青年科學(xué)基金（2011年）、國務(wù)院政府津貼（2012年）獲得者，國家“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才（2017年），科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“能源領(lǐng)域用關(guān)鍵材料”（2016年）和天津市重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“材料表面科學(xué)與工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)人（2017年）。兼任教育部科技委材料學(xué)部委員、科技部“863計(jì)劃”新材料領(lǐng)域先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料主題專家、中國材料研究學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)高級(jí)理事、中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)副理事長、國際電化學(xué)能源科學(xué)院理事、中國材料研究學(xué)會(huì)納米材料與器件分會(huì)理事以及中國微納技術(shù)學(xué)會(huì)理事；同時(shí)兼任《材料導(dǎo)報(bào)》編委副主任以及《Science China Materials》、《無機(jī)材料學(xué)報(bào)》、《中國有色金屬學(xué)報(bào)》等期刊編委。

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