论文部分内容阅读
数字全息术作为当今信息光学领域的一个研究热点,是光学全息术、计算机技术和电子成像技术相结合的产物,随着近年来CCD成像元件和电子计算机性能的逐步提高,数字全息术也取得了较大的进展。数字全息术以光学全息理论为基础,以CCD成像器件作记录介质获取全息图,然后通过计算机用数学方法对全息图进行数字化再现,它具有非接触性、非破坏性和高分辨率等特点。全息术因为其本身的优点,已经被广泛应用于细胞的培养观测、粒子场分析、力学测量、形貌和变形测量等方面。随着计算机技术和高分辨率图像传感器的飞速发展,数字全息术的优势正逐渐显示出来。
本文利用数字全息重构技术实时检测了局部腐蚀过程中电极/溶液界面处浓度的动态变化。全息重构技术是在数字全息术的基础上建立起来的。因为物光相位、溶液折射率和溶液浓度三者之间在一定的条件下呈线性关系,因此数字全息术可以根据相位的实时变化推出浓度的变化。在全息实验中,相位的变化是以干涉条纹的形式记录并存储在计算机中的。本文采用全息重构技术对其采集到的全息图进行傅里叶分析等数学处理,得到固/液界面处三维浓度变化分布图,与以往的二维干涉图相比,三维浓度变化分布图更能够直接反映电极/溶液界面处溶液浓度的变化,同时还可以观测到全息干涉图所不能观测到的更加细微的浓度变化。本文的主要研究内容和研究成果如下:1.利用数字全息重构技术研究690合金在硫酸和氯化钠混合溶液中由划痕引起的局部腐蚀过程。
采用数字全息重构技术研究了690合金在酸性氯化钠溶液中,由划痕引起的局部腐蚀过程,实时检测了电极/溶液界面处的浓度变化。对比了有划痕与无划痕的样品发生腐蚀过程中电极/溶液界面处的浓度变化的不同,观察了由划痕引起的局部腐蚀的发生以及发展的全过程。结果表明,无划痕的电极在发生腐蚀的过程中,电极/溶液界面处浓度变化比较均匀,即发生的是一般的均匀腐蚀;而有划痕的电极在酸性氯化钠溶液中发生腐蚀时电极/溶液界面处的浓度变化不均匀,划痕处的浓度变化较大,并且随着时间的增加,腐蚀进一步加剧,在全息重构图中可以看到划痕处有一个突起的峰。
2.利用数字全息重构技术研究了304不锈钢C型环在酸性氯化钠溶液中发生应力腐蚀开裂前后的界面处的浓度变化
本文采用数字全息重构技术研究了304不锈钢C型环在硫酸和氯化钠混合溶液中发生应力腐蚀前、后电极/溶液界面处的浓度变化。通过实验发现没有发生应力腐蚀开裂的试样在发生腐蚀的过程中,腐蚀比较均匀;已经发生开裂的试样发生腐蚀时首先是从裂纹处开始,并且裂纹处电极/溶液界面处的浓度变化比其他部位明显.因此有可能通过应力腐蚀开裂过程中电极/溶液界面处浓度的实时变化来判断应力腐蚀的发生与发展情况。数字全息术有可能用于检测材料应力腐蚀开裂过程.
3.利用数字全息重构技术研究了铁在硫酸溶液中的阳极溶解过程
利用数字全息重构技术实时、现场观测了铁在硫酸溶液中发生阳极过程时界面处的浓度变化。利用数字全息术操作简单、便于数字处理、能检测微小形变的特点,检测了在电化学反应中,电极/溶液界面处固相侧和液相侧发生的不同程度的变化。