本文工作结合国家自然科学基金重大项目“材料在自然环境腐蚀过程中原位实时检测新技术的基础与应用研究”(No.50499335)和国家科技支撑计划项目“海洋工程结构腐蚀与防护检/监测技术及工程应用”(No.2007BAB27B04),将数字图像处理技术以及电化学测试技术引入到自然环境材料腐蚀监检测研究中,主要研究成果如下:建立了适用于实验室和大气暴露现场的腐蚀形貌图像采集系统,确立合适的腐蚀形貌图像采集参数和图像预处理方法。对大气暴露现场铝合金试样的腐蚀形貌图像进行跟踪采集,建立基于小波图像分析判别金属材料大气腐蚀程度的方法。根据图像能量值的变化,实现对试样腐蚀程度定性和定量判断,实验结果与腐蚀失重数据分析所得结果基本一致。采用图像识别技术对LC4CS、LY12CZ铝合金周期降雨模式加速腐蚀试样的腐蚀形貌进行了研究:运用小波图像分析技术对滤波处理后的图像进行分解并提取子图像的能量值。利用典型相关技术分析图像能量值与试样腐蚀失重之间的典型相关性,提出图像特征值δ的概念。以特征值δ作为考察周期降雨试验加速性的指标,分析各试验因子对试验加速性的影响,得到加速腐蚀试验的最佳水平组合,其结论与腐蚀失重数据分析结论一致。结合数字图像技术和色度学相关原理,针对老化过程涂层表面出现的色彩变化,建立基于颜色特征的涂层材料老化失效性能检测方法。采用HSV颜色空间对腐蚀试样表面的变色程度进行描述,提出表征涂层材料表面色彩变化的腐蚀性能参数CP,实现对涂层试样相对老化失效程度的判别。构建并完善以电化学噪声(EN)技术为基础的铝合金大气腐蚀现场检测系统,考察不同电化学噪声监测系统对测试环境的敏感性,获得自然大气环境中铝合金大气腐蚀的电位电流噪声和噪声电阻变化,结果表明所构建的现场检测系统能够实现铝合金大气腐蚀的检测,实验数据也充分反映了表面薄液膜变化对铝合金腐蚀的影响。运用EIS和EN技术研究青岛海洋环境中暴露不同周期的环氧铁红、醇酸铁红以及环氧富锌底涂层体系在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为结合数字图像技术,对涂层材料表面锈蚀状况的定量评价,建立环氧富锌底涂层图像灰度值分布和电化学特征参数之间的关系模型,并具有较高的拟合精度。