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材料腐蚀问题影响到国家的国民经济发展、工农业生产和军事国防建设等多个领域。每年因为材料腐蚀造成的经济损失占国民生产总值4%左右。金属的点蚀是危害最为严重的腐蚀形式之一,历来是工程材料领域的研究重点。其中,获取金属点蚀的动态过程中电极表面的动态变化信息是点蚀研究的重点和难点。因此,开发新的表面监测方法是深入研究金属点蚀的关键。本文以开发能够原位监测材料表面腐蚀过程的数字全息表面成像方法为目标。以迈克尔逊干涉仪为基础搭建一套实时检测不锈钢点蚀动态过程的光学测试系统,以不锈钢的点蚀过程为例,采集不锈钢电极点蚀动态过程的干涉条纹视频图像,结合数字图像处理方法,重建干涉条纹中物光波相位的动态变化,实现对不锈钢点蚀过程中电极表面动态变化的在线测量。获取点蚀发生、发展过程中不锈钢表面溶液浓度变化和点蚀空间分布情况,同步结合传统电化学方法和SEM技术来分析点蚀发生过程、机理和形貌变化。本论文主要研究以下四个方面工作:(1)设计了数字全息表面成像系统。以迈克尔逊干涉仪为基础设计了全息表面成像系统,原位监测不锈钢电极表面动态变化过程,利用工业相机记录干涉条纹图像的变化,随后利用MATLAB软件处理和分析得到动态的干涉条纹重构图像。同步结合电化学工作站观测不锈钢点蚀过程。(2)设计了适合表面观测的干涉条纹处理算法,重建了电极表面溶液离子浓度变化引起的物光相位变化。通过引入载波条纹,利用傅里叶变换分析干涉条纹图像,采用自适应带通滤波器,实现了干涉条纹的自动化图像处理,并获得了较高的相位测量精度,能够监测不锈钢点蚀过程中电极表面膜的溶解和自修复过程。(3)采用上述软硬件系统研究了304不锈钢点蚀过程中电极表面的动态变化过程。同步结合传统电化学测量方法观测了304不锈钢在三氯化铁和氯化钠溶液中的点蚀过程。结果表明,外加磁场能够抑制不锈钢的点蚀,为研究不锈钢点蚀机理提供了可靠的实验依据。(4)自组装膜能够显著减缓316不锈钢的点蚀,且组装的时间越长,316不锈钢点蚀发生的概率越低。数字全息表面成像仪作为一种有效监测技术可以检测316不锈钢自组装成膜点蚀动态过程。