計(jì)算機(jī)圖形處理軟件在SEM圖像定量測(cè)定中的應(yīng)用分析

1、計(jì)算機(jī)圖形處理軟件在SEM圖像定量測(cè)定中的應(yīng)用分析材料外表微觀世界研究時(shí)，采用的電子光學(xué)儀器為掃描電鏡，是一種先進(jìn)的、新穎的儀器，具有比擬高的分辨率、比擬大的景深，可以連續(xù)的調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，圖像具備立體感。通過(guò)掃面電鏡圖片與計(jì)算機(jī)圖形處理軟件Phtshp的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)定量分析圖像。Phtshp具有群眾化的特點(diǎn)，可以編輯、處理、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算各種照片及圖形，操作簡(jiǎn)單，將其應(yīng)用在SE圖像定量測(cè)定中具有比擬強(qiáng)的可行性，可降低測(cè)定的難度，保證測(cè)定工作便捷的開(kāi)展。1SE圖像及計(jì)算機(jī)圖形處理軟件概述1.1SE圖像SE圖像是指掃描電鏡照出來(lái)的圖片，掃描電鏡照相時(shí)，照明源為電子束，電子束聚焦非常細(xì)，以光柵狀掃描方

2、式照射到試樣上，產(chǎn)生相關(guān)于試樣性質(zhì)的信息，之后通過(guò)相應(yīng)的搜集、處理操作，放大試樣的微觀形貌1。由于入射電子互相作用于物質(zhì)后，形成的各種信息為其成像信息，受到入射電子自身所具備的波動(dòng)性的影響，再加上球相差、外界震動(dòng)、統(tǒng)計(jì)漲落噪音等相關(guān)因素影響成像時(shí)的圖片質(zhì)量，導(dǎo)致最終的SE圖像質(zhì)量比擬低，影響定量測(cè)定的順利開(kāi)展。為防止此種影響，需要采取相應(yīng)的軟件處理SE圖像，提升圖像質(zhì)量，使定量測(cè)定順利完成。1.2計(jì)算機(jī)圖形處理軟件計(jì)算機(jī)圖形處理軟件是指廣泛應(yīng)用于廣告制作、平面設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的軟件，目前比擬常用的圖形處理軟件包含光影魔術(shù)手、數(shù)碼伴侶、Phtshp、TruePht、PhtBrush照片刷子等，這其中，

3、應(yīng)用最廣泛的即為Phtshp。Phtshp由AdbeSystes開(kāi)發(fā)、發(fā)行，以像素工具構(gòu)成的數(shù)字圖像為該軟件主要處理的軟件，功能涉及圖像、圖形、視頻等多個(gè)方面。2計(jì)算機(jī)圖形處理軟件定量測(cè)定SE圖像的理論步驟近年來(lái)，定量測(cè)定SE圖像時(shí)，開(kāi)場(chǎng)應(yīng)用Phtshp軟件，主要表達(dá)在兩個(gè)方面，一方面為測(cè)定細(xì)小相面積分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)，另一方面為測(cè)定夾雜物顆粒的尺寸，測(cè)定不同方面時(shí)，Phtshp軟件詳細(xì)的測(cè)定步驟不同，下面逐一對(duì)其作出闡述。2.1細(xì)小相面積分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)測(cè)定由德萊賽定律可知，當(dāng)某一組元存在于組織中時(shí)，在隨機(jī)截面上，該組元于斷面上測(cè)定的面積分?jǐn)?shù)AA一樣于其體積分?jǐn)?shù)VV，即AA=VV2。一幅圖片中，研

4、究對(duì)象斷面統(tǒng)計(jì)面積分?jǐn)?shù)假如可以測(cè)定出來(lái)，那么其體積百分比就可以計(jì)算出來(lái)。詳細(xì)測(cè)定過(guò)程中，步驟共包含4個(gè)：1在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)電鏡高倍圖片，翻開(kāi)Phtshp軟件，讀取圖片文件，確定閾值為首先需要進(jìn)展的工作，為將確定過(guò)程中產(chǎn)生的視覺(jué)誤差盡量減小，應(yīng)處理研究圖片，增大研究圖片與基體間的反差，提升閾值確定的準(zhǔn)確性，此外，還需備份研究圖片，便于確定閾值；2研究圖片與備份圖片均在Phtshp主界面中翻開(kāi)；3選擇圖像-調(diào)節(jié)命令，接著選擇閾值，閾值調(diào)節(jié)對(duì)話框彈出后，滑塊用鼠標(biāo)拖動(dòng)，對(duì)圖片亮顆粒做出調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的恰好相當(dāng)于原圖尺寸后，將灰度值讀取出來(lái)；4選擇圖像-直方圖命令，直方圖對(duì)話框彈出后，在選取閾值的位置處用

5、鼠標(biāo)拖動(dòng)，到達(dá)255后，研究對(duì)象面積分?jǐn)?shù)獲得3。2.2夾雜物顆粒尺寸測(cè)定描繪夾雜物顆粒尺寸時(shí)，可采用等面積圓直徑，而其尺寸的測(cè)定可以采用Phtshp軟件。假如試樣選取的視場(chǎng)足夠多，可以測(cè)定出顆粒等面積圓直徑的統(tǒng)計(jì)分布。首先，照相時(shí)選取適當(dāng)?shù)姆糯蟊堵?，將電鏡圖片文件獲得，同時(shí)，在此放大倍率下，電鏡圖片實(shí)際長(zhǎng)度L1、實(shí)際寬度L2準(zhǔn)確記錄，實(shí)際寬度與實(shí)際長(zhǎng)度的乘積即為實(shí)際面積S；其次，圖片文件利用Phtshp軟件翻開(kāi)，經(jīng)處理后，增大夾雜物與基體間的反差，降低分辨的難度；再次，整個(gè)圖片全選，選擇圖像-直方圖命令，直方圖對(duì)話框彈出后，整個(gè)圖片文件的總像素T1即可獲得；最后，夾雜物用魔棒工具選取，再次彈出

6、直方圖對(duì)話框，將夾雜物像素T2確定，之后用T1/T2，再乘以實(shí)際面積S，得到夾雜物顆粒的實(shí)際斷面面積A，并可根據(jù)計(jì)算出等面積圓直徑d。3計(jì)算機(jī)圖形處理軟件定量測(cè)量SE圖像的實(shí)際應(yīng)用案例3.1K23合金相面積分?jǐn)?shù)測(cè)定K23合金屬于鎳Ni-鉻r-鈷基鑄造高溫合金，強(qiáng)化物質(zhì)為鉬、鋁Al、鈦Ti?？招膶?dǎo)向冷卻葉片工作時(shí)，溫度高達(dá)750，制造此種葉片時(shí)，即可采用K23合金。合金鑄態(tài)組織組成局部包含三個(gè)，分別為基體、相，高溫時(shí)效長(zhǎng)期維持后，會(huì)析出相，相形狀為針狀或顆粒狀，比擬細(xì)校利用掃描電鏡照相后，得到試樣的電鏡圖片，定量測(cè)定圖片的相時(shí)，即可采用Phtshp軟件。本文在實(shí)際測(cè)定K23合金相面積分?jǐn)?shù)時(shí)，共選

7、擇2個(gè)試樣，試樣A具有較高的r含量，試樣B那么具有較低的r含量。高溫時(shí)效的條件設(shè)置為850、100h，試樣經(jīng)過(guò)處理后，析出大量的相。分別利用50倍及1000倍的掃描電鏡照實(shí)驗(yàn)的組織，觀察照片發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是試樣A還是試樣B，析出的相均呈灰白色針狀或顆粒狀。測(cè)量時(shí)，為使結(jié)果存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，需要在多個(gè)視場(chǎng)中進(jìn)展，因此，從試樣邊緣開(kāi)場(chǎng)，向著心部，間隔1取1個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)處選取的視場(chǎng)為3個(gè)。試樣A與試樣B選取的點(diǎn)均為5個(gè)，視場(chǎng)共15個(gè)。定量測(cè)定相面積分?jǐn)?shù)時(shí)，采用Phtshp軟件根據(jù)上面表達(dá)的步驟進(jìn)展，結(jié)果顯示，在試樣A的5個(gè)點(diǎn)中，A1點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為25.17%、28.04%、35.04%，A2點(diǎn)3

8、個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為27.19%、24.36%、31.18%，A3點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為30.25%、22.04%、34.18%，A4點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為29.06%、22.37%、32.06%，A5點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分別為22.16%、19.08%、32.09%，試樣A的相面積分?jǐn)?shù)平均值27.69%；在試樣B的5個(gè)點(diǎn)中，B1點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為12.08%、10.14%、18.29%，B2點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為12.06%、6.08%、11.18%，B3點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為15.09%、6.05%、23.35%，B4點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為11.1

9、6%、5.29%、27.19%，B5點(diǎn)3個(gè)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)分別為14.68%、6.77%、31.29%，試樣B的相面積分?jǐn)?shù)平均值為14.35%。為驗(yàn)證Phtshp定量測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確與否，本文還利用IBAS圖像分析儀測(cè)定了試樣A5個(gè)點(diǎn)的2號(hào)視嘗試樣B5個(gè)點(diǎn)的1號(hào)視場(chǎng)的相面積分?jǐn)?shù)，結(jié)果見(jiàn)表1所示。由表1結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種不同方法的檢測(cè)結(jié)果間無(wú)明顯差異，比擬接近。3.28鋼乒乓球樣夾雜物顆粒尺寸測(cè)定測(cè)定8鋼乒乓球樣夾雜物顆粒尺寸時(shí)，同樣需要利用掃描電鏡圖片及Phtshp軟件，對(duì)于夾雜物顆粒尺寸的測(cè)定方法，上文已經(jīng)表達(dá)過(guò)，在此不做贅述。8鋼乒乓球試樣中的夾雜物顆粒共7個(gè)，分別編號(hào)為17號(hào)，在一定的放大倍率下，測(cè)定出電鏡譜圖片的實(shí)際面積，并利用Phtshp軟件的測(cè)定出夾雜物的實(shí)際斷面面積及等面積圓直徑，另外，在測(cè)定等面積圓直徑時(shí)，本文還采用了蔡司顯微鏡的圖像分析軟件，比照兩種方法的測(cè)定結(jié)果，結(jié)果顯示，Phtshp測(cè)定結(jié)果與圖像分析軟件測(cè)定結(jié)果根本一樣，詳細(xì)見(jiàn)表2所示。4結(jié)語(yǔ)本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理本文以K23合金的相、8鋼乒乓球的夾雜物顆粒尺寸為實(shí)際應(yīng)用案例，分析計(jì)算機(jī)圖形處理軟件Phtshp定量測(cè)定其SE圖像的可行性