【特约综述】天津大学胡文彬教授课题组：图像识别在材料腐蚀退化中的应用-基本原理、进展和挑战

2020-12-14 09:56:38 作者：夏大海来源：JMST 分享至：

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本文综述了过去20多年课题组在图像识别用于材料腐蚀和老化方面的研究工作，列出了常见的图像识别算法，并分别探讨了各自的适用范围及局限性。

背景介绍

材料的腐蚀和老化往往伴随着结构、成分和形貌的改变。通过图像采集设备（数码相机、扫描电镜、声扫描显微镜、红外照相机等）可以获得相应的数字图像。图像识别方法实际是通过各种图像识别方法对材料的失效、老化、缺陷或局部腐蚀进行表征，提取用于定性或半定量评价的特征参数。

图文赏析

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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.

作者介绍

夏大海，天津大学材料学院硕士生导师，2012年毕业于天津大学，获得博士学位；2012.12~2014.09，加入加拿大Alberta大学Jing-Li Luo院士课题组进行博士后研究工作。2014年10月入职天津大学材料学院。目前担任中国腐蚀与防护学会“青年工作委员会”及“腐蚀电化学及测试方法委员会”委员。近十年来，一直从事钝性金属腐蚀损伤机制及防护基础方面的研究工作。已经在国内外学术刊物上发表SCI论文100余篇， H指数18；其中以第一作者和通讯作者在Electrochim. Acta、J. Electrochem. Soc.、Corros. Sci.、Electrochem. Commun.等国际学术期刊发表SCI论文70余篇（含特邀综述5篇），单篇文章最高引用次数87次。作为第一发明人申请中国发明专利3项，获授权1项。2019年获Corrosion Science, Measurement等期刊Outstanding reviewer。

宋诗哲，1966年天津大学电化学专业研究生毕业。现为天津大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，享受国务院特殊津贴。多年来从事腐蚀电化学教学和科研工作。已培养硕士生四十余名，博士生近二十名。自1981年起一直承担国家科委“六五”重点基础研究项目、国家自然科学基金“七五”至“十五”期间重大项目和重点项目、国家重点基础研究发展规划（973）项目。此外还承担多项国家自然科学基金面上项目和其他部委项目。在国内率先将微计算机解析和在线测量用于腐蚀电化学研究，在钝化膜稳定性和局部腐蚀的理论与方法研究方面有所突破。获天津市八五立功奖章，2005年度五一劳动奖章。在国内外学术刊物和会议发表论文200余篇。著有“腐蚀电化学研究方法”和译著“电化学方法 — 原理和应用”。

秦真波，男，天津大学材料学院讲师，2018年毕业于上海交通大学材料科学与工程学院获博士学位。长期从事于材料的腐蚀机理与表面改性研究，参加国家重点研发计划、国家自然科学基金等多个研究项目，研究成果发表于Corros. Sci.，J. Electrochem. Soc.，Corrosion，Surf. Coat Tech.等期刊上。

吴忠，天津大学材料学院副教授，硕士研究生导师。2003年起在上海交通大学材料科学与工程学院完成本科及研究生阶段学习，2013年博士毕业后在上海交通大学化学流动站开展博士后工作，期间于2014年7月至2015年7月在加拿大卡尔加里大学开展博士后交流，2017年起受聘担任天津大学材料科学与工程学院副教授。

主要致力于材料表面结构与功能一体化、腐蚀与防护、新能源材料等方面的研究，目前为止发表学术论文40余篇，其中SCI收录30篇，申请国家发明专利20余项，其中授权专利8项，获得国家自然科学基金面上项目、青年基金项目和中国博士后科学基金面上项目资助，相关研究成果获得省部级科技进步二等奖1项（排名第二），2018年度入选天津大学北洋青年学者计划。

胡文彬，天津大学材料学院教授，博士生导师。1994年获得中南大学有色金属冶金博士学位，1999年在上海交通大学晋升教授，2011年被评定为二级教授，2012年被聘为上海交通大学特聘教授。2014年4月受聘担任天津大学材料科学与工程学院院长、学校讲座教授。

主要从事材料表面工程技术、金属基复合材料、纳米金属材料的可控制备与应用基础的研究与开发。在Nature Energy., Nature Commun., Chem. Soc. Rev.，Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.，ACS Nano，Nano Energy等学术期刊发表SCI收录论文300多篇，被SCI他引6000多次，出版著作或教材4本；作为第一完成人，获得国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖3项。

国家杰出青年科学基金（2011年）、国务院政府津贴（2012年）获得者，国家“万人计划”科技创新领军人才（2017年），科技部创新人才推进计划重点领域创新团队“能源领域用关键材料”（2016年）和天津市重点领域创新团队“材料表面科学与工程创新团队”负责人（2017年）。兼任教育部科技委材料学部委员、科技部“863计划”新材料领域先进结构与复合材料主题专家、中国材料研究学会青年工作委员会高级理事、中国腐蚀与防护学会副理事长、国际电化学能源科学院理事、中国材料研究学会纳米材料与器件分会理事以及中国微纳技术学会理事；同时兼任《材料导报》编委副主任以及《Science China Materials》、《无机材料学报》、《中国有色金属学报》等期刊编委。

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