Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing, 2014, №02



2014 №02 (06)

2014 №02 (08)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль, №2, 2014 стр. 37-42
 

АНАЛІЗ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ СТРУКТУРИ ТА ТОПОЛОГІЇ ПОВЕРХОНЬ МАТЕРІАЛІВ

О. Ю. ПОВСТЯНОЙ, В. Д. РУДЬ, Ю. А. МЕЛЬНИК, Н. Ю. ІМБІРОВИЧ

 
Реферат:
Аналіз сучасних світових літературних джерел показав, що макроскопічна поведінка матеріалу безпосередньо залежить від особливостей його мікроструктури. Кількісний підхід при аналізі дозволяє виявити ту оптимальну структуру, яка в найбільшій мірі відповідає умовам служби матеріалу. Вивчення можливостей та оцінки сучасного програмного забезпечення для комп’ютерних засобів дослідження металографічних зображень з метою визначення якісних та кількісних характеристик різноманітних матеріалів продиктовано науковими та виробничими задачами, які виникли в сучасному матеріалознавстві сьогодення. В даній статті наведено комплексний аналіз сучасних оптичних методів досліджень мікро- та макроповерхонь матеріалів. Показано можливості та оцінку сучасного програмного забезпечення для комп’ютерних засобів дослідження при обробці металографічних зображень. Висока роздільна здатність та особливо велика глибина фокуса, простота підготовки об’єктів досліджень, широкі можливості елементного аналізу при використанні різних систем реєстрації рентгенівського випромінювання дозволяють успішно використовувати методи мікро- та макрофрактографічного аналізу у матеріалознавчих дослідженнях для вивчення структури та елементного складу поверхонь зношування, тертя, руйнування, корозії, хімічної взаємодії, включень. Цифрова обробка зображень дозволяє суттєво збільшити можливості проведення мікроскопічних досліджень. Бібліогр. 25, рис. 7.
 
Ключові слова: фрактографія, топологія поверхонь, електронна мікроскопія, металографічні зображення, мікроструктура
 
The paper presents a comprehensive analysis of modern optical investigation methods of material micro- and macrosurfaces. Possibilities and evaluation of modern software for computer investigation methods at metallographic image processing are shown. High resolution and particularly great focal depth, simplicity of preparation of the objects of investigation, broad capabilities of elemental analysis at application of different systems for recording X-ray radiation allow a successful application of the methods of micro- and macrographic analysis in materials science investigations to study the structure and elemental composition of the surfaces of wear, friction, fracture, corrosion, chemical interaction and inclusions. Digital processing of images allows an essential enhancement of the capabilities of conducting microscopic studies.
 
Keywords: fractography, surface topology, electronic microscopy, metallographic images, microstructure
 
1. Новый метод трехмерной реконструкции нано- и микрорельефа по сериям разнофокусных РЭМ-стереоизображений / В .Н. Соколов, О. В. Разгулина, Д. И. Юрковец, М. С. Чернов // Материалы ХХІІІ рос. конф. по РЭМ. Тезисы докладов. – Черноголовка, 2010. – С. 78.
2. Determination of the fracture toughness with automatic image processing / J. Stampfl, S. Scherer, M. Gruber, O. Kolednik // Int. J. Frac. – 1996. – Р. 139.
3. The IASTED International Conference on signal and image processing / G. N. Vishnyakov, G. G. Levin, K. E. Loshchilov, K. A. Sukhrukov // Fouriersynthtsis profilometry. – 2005. – С. 103–105.
4. Дюков В. Г., Кудеяров Ю. А. Растровая оптическая микроскопия. – М.: Наука, 1992. – 207 с.
5. Степаненко В. А. Растровая и трансмиссионная стереоскопическая фрактография усталостных изломов // Пробл. прочности. – 1979. – № 12. – С. 89–91.
6. Кожан В. П., Корній В. В., Русин Б. П. Реконструкція форми поверхні матеріалів за їх зображеннями // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». «Автоматика, вимірювання та керування». – 2005. – № 530. – C. 116–120.
7. Zheltov S. Yu., Knyaz V. A., Stepanyants D. G. Automated photogrammetric system for photorealistic skull 3’D reconstruction: Videometrics and Optical Methods for 3’D Shape Measurements // Proceeding of SPIE. – 2001. –  4309. – P. 336–345.
8. Степаненко В. А. Метод та практичне застосування стереоскопічної фрактографії // Металознавство та обробка металів. – 1995. – № 1 – С.51–54.
9. Serra J. Image Analysis and Mathematical Morphology. – London: Academic Press., 1992. – P. 329.
10. Дорожинський О. Л., Тукай Р. Фотограмметрія. – Львів: Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2008. – 330 с.
11. Рудзит Я. А., Кризберг Ю. А. Шероховатость поверхностей // Микрогеометрия и эксплуатационные свойства машин. – Зинате, 1983. – С. 55.
12. Simov S., Simova S. Electron microscope study of surface topography by geometrical determination of metric characteristics of surface elements // J. of Microscopy. – 1985. – 137. – Pt. 1. – P. 47–55.
13. Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. – М.: Мир, 1976. – 511 с.
14. Robinson G. M., Perry D. M., Peterson R. W. Optical interferometry of surfaces // Sci. Am. – 1991. – 265. – P. 67?71.
15. Whitehouse D. Handbook of Surface Metrology. – Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 1994. – 988 р.
16. Zolochevkaja О. V., Gnalovskij С. О. A holographic interferometer on the basis of multimode light guiding bundles // Proceedings SPIE. – 1995. – P. 694–697.
17. Maune M. Photogrammetric Self-Calibration of Scanning Electron Microscopes // Photogrammetric Eng. and Remote Sensing. – 1976. – 42, № 9. – P. 1161–1172.
18. Ковалев А. А., Сухоруков К. А. Восстановление формы волнового фронта при больших измерениях фазы // Измерит. техника. – 2004. – № 4 – С. 17–19.
19. Визильтер Ю. В., Желтов С. Ю., Степанов А. А. Новые методы обработки изображений // НЗНТ. Сер.: Авиационные системы. – 1992. – № 4. – C. 21.
20. Мельник В. Н., Соколов В. Н. Некоторые вопросы стереофрактографической обработки РЭМ-снимков // Изв. РАН. Сер. физ. –  1992. – С. 122–126.
21. Голубев В. Исследование телевизионных методов обработки изображений в растровой электронной микроскопии: Автореф. дис. … канд.техн.наук. – М.: Машиностроение, 1980. – 20 с.
22. Путятин Е. П., Аверин С. И. Обработка изображений в робототехнике. – М.: Машиностроение, 1990. – 320 с.
23. Л. Крейг. Практическая обработка изображений на языке Си. – М.: Мир, 1996. – 416 с.
24. Analysis of film coating thickness and surface area of pharmaceutical pellets using fluorescence microscopy and image analysis / M. Andersson, B. Holmquist, J. Lindquist et al. // J. Pharm. Biomed. – 2000. – 22 – P. 325–339.
25. Стась О. М., Гаврилюк В. П. Комп’ютерні методи дослідження в металографічному аналізі // Методи дослідження та контролю якості металів. – 2000. – № 1-2. – C. 48–52.
 
Надійшла до редакції 20.03.2014
Підписано до друку 25.04.2014