[發(fā)明專(zhuān)利]金屬腐蝕特征與腐蝕時(shí)間相關(guān)性的檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510387310.8
• 申請(qǐng)日: 2015-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104949912B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊飛宇;劉文斌;柳曉光;夏攀;丁敏菊;張成功;田巍;郝紅飛;秦真科
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N17/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 上海交達(dá)專(zhuān)利事務(wù)所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種金屬檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種典型水體環(huán)境中金屬腐蝕特征與腐蝕時(shí)間相關(guān)性的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

刑事現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)經(jīng)常會(huì)提取到金屬類(lèi)物證，如刀具、鐵桶、汽車(chē)外板等等。金屬在與周?chē)橘|(zhì)接觸中，常發(fā)生化學(xué)的或電化學(xué)的作用，從而引起金屬的破壞，我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為金屬銹蝕。在刑事案件中涉案金屬物證在提取時(shí)已出現(xiàn)銹蝕的情況比較常見(jiàn)。很多情況下，犯罪嫌疑人會(huì)有意把證物扔入水中企圖消滅證據(jù)，以扔入自然水體中最為常見(jiàn)。

在一定的溫度和濕度情況下，與金屬銹蝕特征最密切相關(guān)的因素就是時(shí)間。由此在已知的一定環(huán)境介質(zhì)條件下，金屬的銹蝕特征就可以與時(shí)間建立起相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。通過(guò)分析、鑒定金屬類(lèi)物證的銹蝕特征(包括銹蝕痕跡、銹層厚度和結(jié)構(gòu)等)來(lái)判斷銹蝕時(shí)間，借此作為判斷物證同一性的依據(jù)之一，就可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)金屬類(lèi)物證銹蝕特征分析為案件偵查工作提供參考和依據(jù)。同時(shí)，時(shí)間的推斷必須建立在已有同類(lèi)金屬腐蝕試驗(yàn)和對(duì)比分析的基礎(chǔ)之上，沒(méi)有類(lèi)似的基礎(chǔ)研究，就無(wú)法給出可靠或者近似的答案。

株式會(huì)社荏原制作所宮坂松甫等人的申請(qǐng)?zhí)枮镃N98102877的發(fā)明專(zhuān)利，采用將分析對(duì)象用分割面劃分成大量多種類(lèi)型的相鄰區(qū)域，通過(guò)邊界單元分析方法，將結(jié)果作為相鄰區(qū)域的邊界條件，從而連續(xù)分析區(qū)域中電勢(shì)分布和電流密封分布。該專(zhuān)利僅為一種計(jì)算機(jī)分析方法，未涉及實(shí)際材料的腐蝕分析。哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)張鵬等人的申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310442928的發(fā)明專(zhuān)利，通過(guò)模擬腐蝕變化規(guī)律，繪制的腐蝕形貌圖形和表面積變化程度，建立了判定材料腐蝕特征建立了材料腐蝕過(guò)程動(dòng)態(tài)形貌特征測(cè)試評(píng)價(jià)方法，但未能考慮腐蝕層深度、腐蝕形貌特征與時(shí)間的關(guān)系等因素。

國(guó)際上有很多研究金屬腐蝕的機(jī)構(gòu)，其研究大都集中在金屬腐蝕的發(fā)生與防護(hù)，如大氣腐蝕、生物腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕等的發(fā)生與提前預(yù)防。但是對(duì)金屬腐蝕速率的研究并沒(méi)有凸現(xiàn)出來(lái)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，腐蝕的時(shí)間是已知的。在刑事科學(xué)領(lǐng)域這方面的研究也不多見(jiàn)，2013年美國(guó)波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員，通過(guò)掃描電鏡和X射線衍射分析對(duì)丟棄在水中的槍體進(jìn)行分析，并試圖給出槍支被丟棄在水中的時(shí)間，但其給出的結(jié)論是，時(shí)間的推斷必須建立在已有同類(lèi)金屬腐蝕試驗(yàn)和對(duì)比分析的基礎(chǔ)之上，沒(méi)有類(lèi)似的基礎(chǔ)研究，就無(wú)法給出可靠或者近似的答案。綜上所述，對(duì)金屬腐蝕特征及影響因素的研究不僅可以為案件偵破提供有效的支撐，同時(shí)該研究在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的也很少，對(duì)其進(jìn)行深入研究具有實(shí)戰(zhàn)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值。

目前金屬材料均勻腐蝕程度的主要檢測(cè)評(píng)價(jià)方法有：測(cè)量和計(jì)算腐蝕前后質(zhì)量差的失重法；檢測(cè)試樣腐蝕前后力學(xué)性能差異的力學(xué)性能檢測(cè)法；測(cè)量腐蝕前后表觀電導(dǎo)率變化的電性能檢測(cè)法。這些方法雖然靈敏、有效，但是都是均勻程度的評(píng)價(jià)，比如在失重法中腐蝕面積利用的是試樣腐蝕前的表面積，而當(dāng)試樣腐蝕后，試樣的表面積實(shí)際發(fā)生了變化，這樣計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際是有偏差的。所以本發(fā)明通過(guò)在金相顯微鏡下測(cè)量實(shí)際的腐蝕面積和腐蝕深度來(lái)計(jì)算出表觀腐蝕體積，最終計(jì)算出表觀腐蝕參數(shù)，這個(gè)參數(shù)的引入目的為了引入真實(shí)反應(yīng)腐蝕發(fā)生體積的物理量，從而可以校正失重法的在計(jì)算過(guò)程中失真的地方，使結(jié)果更接近實(shí)際腐蝕情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種金屬腐蝕特征與腐蝕時(shí)間相關(guān)性的檢測(cè)方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)物證金屬的初始形狀，選取最大腐蝕表面，連續(xù)切割成10mm*10mm的試樣10塊。試樣厚度根據(jù)物證材料本身特征進(jìn)行選擇，如其厚度小于5mm，取其原始厚度，如其厚度大于5mm，取5mm為厚度標(biāo)準(zhǔn)切割試樣。

步驟二：在步驟一的基礎(chǔ)上，對(duì)10塊試樣的腐蝕程度進(jìn)行觀察、測(cè)量，選取腐蝕面積最大的5個(gè)樣品進(jìn)行腐蝕分析。

步驟三：在步驟二的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)樣品利用金相顯微鏡觀察腐蝕面積及腐蝕深度采用本發(fā)明的表觀腐蝕體積(V)計(jì)算法來(lái)計(jì)算腐蝕前后變化Δm1，同時(shí)采用失重法計(jì)算質(zhì)量損失(Δm)。采用特征公式計(jì)算得到每個(gè)樣品的腐蝕特征參數(shù)S_X＝(Δm1+Δm)/2，X＝1～5。

步驟四：在步驟三的基礎(chǔ)上，取S_X，X＝1～5，5組腐蝕特征參數(shù)的平均值，得到特征參數(shù)平均值在實(shí)驗(yàn)樣品充足的情況下，為保證數(shù)據(jù)的可靠性，平行進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)，并計(jì)算出3組的平均值，這個(gè)平均值即為綜合特征參數(shù)