金相显微镜参数随服役时间的动态演化规律模型的搭建

金相显微镜平均对比度和平均差异性的检测采用灰度共生矩阵(GLCM)方法。灰度共生矩阵法是通过计算灰度图像得到它的共生矩阵，然后透过计算该共生矩阵得到矩阵的部分特征值来分别代表图像的某些纹理特征。该方法能综合反映图像灰度关于方向、相邻间隔、变化幅度等信息，是分析图像的局部模式及其排列规则的基础。计算过程采用了4个方向：水平方向(0°)、垂直方向(90°)、45°和135°。

将200倍镜与100倍镜下的涂层样品平均对比度和平均差异性关系曲线分析，两种倍镜及不同无序参数下的涂层退化趋势具有高度一致性，在100倍金相显微镜下，1~6 cyc时间段内，平均对比度和平均差异性整体上逐渐增大，表明此时涂层表面新生裂纹数量显著增加，且伴随裂纹扩展与界面结构劣化，体系无序度持续升高；在6~16 cyc时间段内，平均对比度和平均差异性出现起伏，结合SEM裂纹数量和面积的定量分析可知，随着服役处理，涂层原表面被磨掉露出新磨层，混乱程度暂时降低到初始状态，而后随着服役进程的持续，新生涂层再次经历裂纹萌生-扩展的损伤累积，导致平均对比度和平均差异性重新上升；到16 cyc之后，涂层服役至严重损坏，平均对比度和平均差异性呈增大趋势，至20 cyc时达到峰值，此时涂层已发生大面积剥落与深层基体暴露，标志着涂层完全丧失防护功能。但200倍镜相较于100倍镜下，由于视野范围变化，缺陷数量减少，并且在12~13 cyc周期内平均对比度和平均差异性出现大幅度增长。这些差异是由于在100倍镜下拍摄时，图像覆盖的区域较广，既包括明显的缺陷区域，也包含较为均一的区域。由于这些区域灰度分布存在较大差异，整体统计时会出现较大的波动，从而导致平均对比度值较高。而在200倍镜下拍摄时，视野更聚焦于涂层的局部形貌，局部范围内样品的裂纹、颗粒或脱落坑等微结构分布相对均一，使得局部灰度值分布更集中、极值不突出，因此计算出的平均对比度和平均差异性数值要低于大视野下的结果。