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【特約綜述】天津大學胡文彬教授課題組：圖像識別在材料腐蝕退化中的應用-基本原理、進展和挑戰

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構、成分和形貌的改變。通過圖像采集設備（數碼相機、掃描電鏡、聲掃描顯微鏡、紅外照相機等）可以獲得相應的數字圖像。圖像識別方法實際是通過各種圖像識別方法對材料的失效、老化、缺陷或局部腐蝕進行表征，提取用于定性或半定量評價的特征參數。

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，天津大學材料學院碩士生導師，2012年畢業于天津大學，獲得博士學位；2012.12~2014.09，加入加拿大Alberta大學Jing-Li Luo院士課題組進行博士后研究工作。2014年10月入職天津大學材料學院。目前擔任中國腐蝕與防護學會“青年工作委員會”及“腐蝕電化學及測試方法委員會”委員。近十年來，一直從事鈍性金屬腐蝕損傷機制及防護基礎方面的研究工作。已經在國內外學術刊物上發表SCI論文100余篇， H指數18；其中以第一作者和通訊作者在Electrochim. Acta、J. Electrochem. Soc.、Corros. Sci.、Electrochem. Commun.等國際學術期刊發表SCI論文70余篇（含特邀綜述5篇），單篇文章最高引用次數87次。作為第一發明人申請中國發明專利3項，獲授權1項。2019年獲Corrosion Science, Measurement等期刊Outstanding reviewer。

宋詩哲，1966年天津大學電化學專業研究生畢業。現為天津大學材料科學與工程學院教授，博士生導師，享受國務院特殊津貼。多年來從事腐蝕電化學教學和科研工作。已培養碩士生四十余名，博士生近二十名。自1981年起一直承擔國家科委“六五”重點基礎研究項目、國家自然科學基金“七五”至“十五”期間重大項目和重點項目、國家重點基礎研究發展規劃（973）項目。此外還承擔多項國家自然科學基金面上項目和其他部委項目。在國內率先將微計算機解析和在線測量用于腐蝕電化學研究，在鈍化膜穩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章，2005年度五一勞動獎章。在國內外學術刊物和會議發表論文200余篇。著有“腐蝕電化學研究方法”和譯著“電化學方法 — 原理和應用”。

秦真波，男，天津大學材料學院講師，2018年畢業于上海交通大學材料科學與工程學院獲博士學位。長期從事于材料的腐蝕機理與表面改性研究，參加國家重點研發計劃、國家自然科學基金等多個研究項目，研究成果發表于Corros. Sci.，J. Electrochem. Soc.，Corrosion，Surf. Coat Tech.等期刊上。

吳忠，天津大學材料學院副教授，碩士研究生導師。2003年起在上海交通大學材料科學與工程學院完成本科及研究生階段學習，2013年博士畢業后在上海交通大學化學流動站開展博士后工作，期間于2014年7月至2015年7月在加拿大卡爾加里大學開展博士后交流，2017年起受聘擔任天津大學材料科學與工程學院副教授。

主要致力于材料表面結構與功能一體化、腐蝕與防護、新能源材料等方面的研究，目前為止發表學術論文40余篇，其中SCI收錄30篇，申請國家發明專利20余項，其中授權專利8項，獲得國家自然科學基金面上項目、青年基金項目和中國博士后科學基金面上項目資助，相關研究成果獲得省部級科技進步二等獎1項（排名第二），2018年度入選天津大學北洋青年學者計劃。

胡文彬，天津大學材料學院教授，博士生導師。1994年獲得中南大學有色金屬冶金博士學位，1999年在上海交通大學晉升教授，2011年被評定為二級教授，2012年被聘為上海交通大學特聘教授。2014年4月受聘擔任天津大學材料科學與工程學院院長、學校講座教授。

主要從事材料表面工程技術、金屬基復合材料、納米金屬材料的可控制備與應用基礎的研究與開發。在Nature Energy., Nature Commun., Chem. Soc. Rev.，Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.，ACS Nano，Nano Energy等學術期刊發表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，獲得國家科技進步二等獎1項、省部級一等獎3項。

國家杰出青年科學基金（2011年）、國務院政府津貼（2012年）獲得者，國家“萬人計劃”科技創新領軍人才（2017年），科技部創新人才推進計劃重點領域創新團隊“能源領域用關鍵材料”（2016年）和天津市重點領域創新團隊“材料表面科學與工程創新團隊”負責人（2017年）。兼任教育部科技委材料學部委員、科技部“863計劃”新材料領域先進結構與復合材料主題專家、中國材料研究學會青年工作委員會高級理事、中國腐蝕與防護學會副理事長、國際電化學能源科學院理事、中國材料研究學會納米材料與器件分會理事以及中國微納技術學會理事；同時兼任《材料導報》編委副主任以及《Science China Materials》、《無機材料學報》、《中國有色金屬學報》等期刊編委。

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