Оценивание пористости микродугового оксидного покрытия на основе распознавания оптических изображений

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Работа направлена на решение задачи повышения контроля качества покрытий с пористой структурой. Эта проблема возникает вследствие отсутствия эффективного и неразрушающего метода оценки пористости микродуговых оксидных покрытий. Точный контроль пористости необходим для обеспечения надежности и долговечности покрытий, а также для предотвращения их дефектов. Использование методов распознавания оптических изображений позволяет улучшить процесс косвенного измерения пористости покрытий и повысить качество контроля без воздействия на объект. Систематизированы факторы, влияющие на пористость микродугового оксидного покрытия, а также методы ее определения. Предложен метод оценивания пористости оксидных покрытий образцов из алюминиевого сплава марки АД31 на основе распознающей программы, написанной в среде MATLAВ R2020a, изображений морфологии поверхностей при использовании современных методов микроскопии. Проведен статистический анализ морфологии поверхности, который подтвердил хорошее соответствие оценки пористости с данными, полученными в процессе обработки изображений с помощью программного обеспечения растрового электронного микроскопа. Относительная погрешность предложенного метода не превышает 10%. Научная новизна работы заключается в разработке алгоритмов уникального метода неразрушающего контроля — распознавания пористых структур на основе оптических данных, способствующих повышению эффективности оценки пористости и улучшению характеристик оксидных покрытий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Печерская

Пензенский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026

А. А. Максов

Пензенский государственный университет

Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026

С. В. Коновалов

Пензенский государственный университет; Сибирский государственный индустриальный университет

Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026; Новокузнецк, 654007

П. Е. Голубков

Пензенский государственный университет

Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026

М. А. Митрохин

Пензенский государственный университет

Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026

С. А. Гурин

Пензенский государственный университет

Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026

М. Д. Новичков

Пензенский государственный университет

Email: pea1@list.ru
Россия, Пенза, 400026

Список литературы

  1. Buling А., Zerrer J. // Surf. Coat. Technol. 2019. V. 369. P. 142. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.04.025
  2. Molaei M., Fattah-alhossini A., Nouri M., Nourian A. // Ceram. Int. 2022. V. 48. Iss. 5. P. 6322. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.11.175.
  3. Trushkina T.V., Mikheev A.E., Girn A.V., Vakhteev E.V., Orlova D.V. // Reshetnev Readings. 2011. V. 1. P. 38. https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-poristosti-pokrytiy-na-alyuminievyh-splavah-poluchennyh-mikrodugovym-oksidirovaniem
  4. Trushkin T.V., Girn A.V., Ravodina D.V., Alyakretsky R.V. // Reshetnev Readings. 2014. V. 1. P. 443. https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-tehnologicheskih-parametrov-na-poristost-mdo-pokrytiy.
  5. Golubkov P.E., Pecherskaya E.A., Gurin S.A., Alexandrov V.S., Artamonov D.V., Maksov A.A. // St. Petersburg State Polytech. University J. Phys. Math. 2023. V. 16 (3.1). P. 368. https://doi.org/10.18721/JPM.163.167
  6. Fatimah S., Kim Y.G., Yoon D.K., Ko Y.G. // Surf. Coat. Technol. 2020. V. 385. P. 125383. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125383
  7. Mortazavi G., Jiang J., Meletis E.I. // Appl. Surf. Sci. 2019. V. 488. P. 370. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.05.250
  8. Moon S., Jeong Y. // Corrosion Sci. 2009. V. 51. P. 1506. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2008.10.039
  9. Pecherskaya E.A., Golubkov P.E., Karpanin O.V., Artamonov D.V., Safronov M.I., Pecherskiy A.V. // Proc. Univ. Electronics. 2019. V. 24 (4). P. 363. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2019-24-4-363-369
  10. Mozafarnia H., Fattah-Alhosseini A., Chaharmahali R., Nouri M., Keshavarz M.K., Kaseem M. // Coatings. 2022. V. 12. P. 1967. https://doi.org/10.3390/coatings12121967
  11. Hafili F., Chaharmahali R., Babaei K., Fattah-alhosseini A. // Corrosion Commun. 2021. V. 3. P. 62. https://doi.org/10.1016/j.corcom.2021.09.005
  12. Moga S.G., Negrea D.A., Ducu C.M., Malinovschi V., Schiopu A.G., Coaca E., Patrascu I. // Appl. Sci. 2022. V. 12. P. 12848. https://doi.org/10.3390/app122412848
  13. Jangde A., Kumar S., Blawert C. // J. Magn. Alloys. 2020. V. 8. P. 692. https://doi.org/10.1016/j.jma.2020.05.002
  14. Parfenova L.V., Galimshina Z.R., Gil`fanova G.U. et al. // Surf. Interfaces. 22. V. 28. P. 101678. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2021.101678
  15. Golubkov P.E., Pecherskaya E.A., Karpanin O.V., Shepeleva Y.V., Zinchenko T.O., Artamonov D.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 917. P. 092021. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/917/9/092021
  16. Pecherskaya E.A., Golubkov P.E., Artamonov D.V., Melnikov O.A., Karpanin O.V., Zinchenko T.O. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2021. V. 49. Iss. 9. P. 2613. https://www.doi.org/10.1109/TPS.2021.3091830
  17. Interstate standard GOST 4784-97 “Aluminum and Aluminum Alloys Deformable. Stamps” (put into effect by Resolution № 433 of the State Standard of the Russian Federation dated December 8, 1998). https://base.garant.ru/5703611/
  18. Pecherskaya E.A., Golubkov P.E., Novichkov M.D., Gurin S.A., Metal’nikov A.M. // Measur. Tech. 2023. V. 66. № 6. P. 420. https://doi.org/10.1007/s11018-023-02243-4
  19. Pecherskaya E., Semenov A., Golubkov P., Gurin S., Artamonov D., Shepeleva Y. // Heliyon. 2023. V. 9. № 9. P. e19995. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19995
  20. Pecherskaya E.A., Semenov A.D., Golubkov P.E. // Frontier Mater. Technol. 2023. V. 4. P. 73. https://doi.org/10.18323/2782-4039-2023-4-66-7
  21. Melnikov O.A., Pecherskaya E.A., Golubkov P.E., Kozlov G.V., Alexandrov V.S. // St. Petersburg State Polytech. University J. Phys. Math. 2023. V. 16. № 3.1. P. 335. https://doi.org/10.18721/JPM.163.161

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты морфологических исследований образцов сплава АД31 с оксидным покрытием, длительность процесса: а – 60; б — 120; в – 240; г — 480; д — 960 с.

Скачать (65KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Оптические изображения микродугового оксидного покрытия: а – исходное; б — построенное программой, после распознавания.

Скачать (59KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оптическое изображение микродугового оксидного покрытия: а – исходное; б — после разделения его на 16 сегментов.

Скачать (62KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Диаграмма распределения пористости по сегментам исходного изображения: 1 — общей; 2 — поверхностной; 3 — сквозной.

Скачать (3KB)
Метаданные

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2025