近日，我院刘源博士在基于跨尺度特征的磨损性能表征研究领域取得的相关研究成果《Multi-carbides segmentation and quantitative morphological parameters extraction with machine vision》在材料科学领域国际知名期刊《Journal of Materials Research and Technology》发表。
研究提出了一种基于SEM图像所提取的视觉特征对复杂多元碳化物进行分割并提取其形态学参数的方法。该方法解决了因大量游离合金存在而产生的背景噪声问题，实现了灰度接近、形态复杂的多元碳化物高通量分割。
图1相位分割方法的框架与示意图流程图
分割得到的富铬碳化物与富钒碳化物结果与能量色散X射线光谱（EDS）分析结果一致，且提取出的轮廓线能有效捕捉碳化物的边缘细节。
图2分割结果与EDS分析的对比
基于分割后的SEM图像，自动提取出了各类碳化物的面积、圆度、离散度等形态参数，实现了定性形态描述的定量化。随着碳化物面积的增大，其圆度逐渐减小且分散度逐渐增大。
图3碳化物的面积参数提取及分布规律：(a)–(b) SEM图像，以富铬碳化物为主；(c)–(d) SEM图像，两种碳化物的比例相近；(e)–(f) SEM图像，以富钒碳化物为主。
研究结果表明，提出的方法可高效、准确分割非均衡多元碳化物，并提取微观碳化物定量形态学参数，为后续进一步开展多尺度特征融合及性能预测奠定基础。该研究为航空发动机叶片净尺寸成型模具材料性能提升提供了重要技术支撑。
论文详见：https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.12.035
刘源博士长期从事航空航天高性能材料的磨损机理和设计方法研究；主持河南省科技攻关项目、河南省高等学校重点科研项目等4项，参与国家重点研发项目1项；发表高水平学术论文10余篇；授权发明专利2项。担任《Measurement Science and Technology》、《Engineering Research Express》等期刊审稿人。
近年来，我院持续围绕航空航天高性能材料开展基础研究攻关，该研究成果聚焦多尺度特征融合材料设计方法中微观组织尺度下复杂碳化物高通量分割和形貌特征定量化的难题，提出的分割框架和量化参数可推广应用于其它高性能材料的设计开发中，体现了我院在基础研究中的科研实力。（编辑/王正鹤 审核：王毅）
