鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼顯現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)研究
——三種電解液配方的優(yōu)化

崔振球，胡宏斌，馬元元

（1.宿遷市公安局刑科所，江蘇宿遷223800；2.宿遷市公安局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)分局，江蘇宿遷223800；3.重慶市公安局刑偵總隊(duì)，重慶400021）

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鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼顯現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)研究
——三種電解液配方的優(yōu)化

崔振球1，胡宏斌2，馬元元3

（1.宿遷市公安局刑科所，江蘇宿遷223800；2.宿遷市公安局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)分局，江蘇宿遷223800；3.重慶市公安局刑偵總隊(duì)，重慶400021）

摘要：目的探索電解法顯現(xiàn)沖壓形成的鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼的最優(yōu)電解液配方以及最佳電壓。方法在廢棄的鋁質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)上打制實(shí)驗(yàn)號(hào)碼后，挫磨掉實(shí)驗(yàn)號(hào)碼，分別選擇15%的鹽酸、10%的NaOH溶液、鹽酸和三氯化鐵溶液等三種電解液，在不同電壓下進(jìn)行顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，比較顯現(xiàn)效果，得出最佳顯現(xiàn)電壓。結(jié)果三種配比的電解液均得出了最佳顯現(xiàn)電壓組合。結(jié)論三種電解液均在10V電壓下，顯出效果最好；比較三種電解液的顯現(xiàn)效果，發(fā)現(xiàn)NaOH溶液組合顯現(xiàn)速度快，無(wú)污染，鹽酸、三氯化鐵溶液組合顯出號(hào)碼反差大。

關(guān)鍵詞：電解液；顯現(xiàn)；鋁質(zhì)；沖壓號(hào)碼；發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼

通信簡(jiǎn)介：馬元元（1982—），男，工程師，碩士，主要從事現(xiàn)場(chǎng)勘查和痕跡檢驗(yàn)相關(guān)研究。E-mail：mayuan1355@sina.com。

發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼是鑒別車輛身份的基本信息之一，其真?zhèn)舞b別是打擊走私、盜搶、改裝和拼裝車輛犯罪的有效途徑［1］。目前，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼的顯現(xiàn)一般通過(guò)化學(xué)腐蝕法和電解法來(lái)實(shí)現(xiàn)［2-4］，各種顯現(xiàn)試劑和配方比較龐雜，缺少優(yōu)化的電解液配方和最佳組合電壓的相關(guān)專題研究。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)，針對(duì)沖壓形成的鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼，比較了三種電解液配方在不同電壓下的顯現(xiàn)效果，得出了三組有效而實(shí)用的電解液配方。

1　顯現(xiàn)原理

發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼打制方法主要有三種，即電刻、沖壓和鑄造。號(hào)碼打制過(guò)程中，金屬在切應(yīng)力的作用下，被沖刻部位的金屬原子點(diǎn)陣在外力作用下失去正常排列，被沖刻部位下方一定范圍內(nèi)積累大量位錯(cuò)，與周圍區(qū)域的化學(xué)腐蝕能力、反應(yīng)速度存在差異。用挫、磨等機(jī)械方式破壞原始號(hào)碼時(shí)，號(hào)碼表像雖然可以被挫磨掉，但內(nèi)層的位錯(cuò)潛像并沒(méi)有受到太大的影響，只要挫磨深度不超出位錯(cuò)到達(dá)范圍，潛像仍存在［1］。

利用化學(xué)腐蝕法顯現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼的實(shí)質(zhì)是被沖刻部位與未沖刻部位存在能量差，導(dǎo)致金屬電化學(xué)反應(yīng)速度不同而顯出被打磨的號(hào)碼。接通電源后，陰離子向陽(yáng)極匯集，發(fā)生氧化反應(yīng)，陰離子被氧化；陽(yáng)離子向陰極匯集，發(fā)生還原反應(yīng)，陽(yáng)離子被還原，金屬被溶解，由于打號(hào)區(qū)域的活化能較其他區(qū)域大，所以電解速度較其他區(qū)域快，從而將被挫磨掉的號(hào)碼顯現(xiàn)出來(lái)。

2　材料與方法

2.1器材

器材主要包括：廢棄的鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)一臺(tái)、鋼號(hào)模具、錘子、角向磨光機(jī)、砂紙、數(shù)碼相機(jī)、燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管、脫脂棉、鑷子、橡膠手套、口罩、蒸餾水、蓄電池、滑動(dòng)變阻器、鱷魚夾、導(dǎo)線、濃鹽酸、氫氧化鈉、三氯化鐵等。

2.2發(fā)動(dòng)機(jī)樣本成分分析

利用能量色散能譜儀（EDXS）對(duì)鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)材質(zhì)進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)其成分的質(zhì)量百分比為：Al 89.83%、Si 3.41%、Mn 2.46%、Fe 4.29%（圖1）。

圖1　EDXS成分分析圖譜

2.3打制實(shí)驗(yàn)號(hào)碼、配制電解液

用鋼號(hào)磨具在樣本發(fā)動(dòng)機(jī)上打制號(hào)碼，按體積比分別配制10%的氫氧化鈉溶液、15%的鹽酸溶液、鹽酸、三氯化鐵的混合溶液。

2.4步驟

（1）用丙酮溶液清潔發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼表面的污垢、油漆等雜質(zhì)。（2）拍照固定樣本號(hào)碼。（3）用角向磨光機(jī)打磨樣本號(hào)碼至消失，并拍照固定。（4）拋光處理打磨部位。先用粗砂紙打磨金屬表面，除去金屬表面的毛刺，然后用細(xì)砂紙對(duì)金屬表面進(jìn)行拋光，盡量使金屬表面光滑。（5）顯現(xiàn)號(hào)碼。接通電路，負(fù)極端脫脂棉團(tuán)蘸取電解液涂抹顯現(xiàn)部位，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓，在不同電壓下顯現(xiàn)號(hào)碼，直至顯出號(hào)碼較清晰時(shí)拍照固定，電解示意圖（圖2）。

圖2　電解示意圖

2.5結(jié)果

（1）5%的鹽酸溶液在不同電壓下的顯現(xiàn)效果見(jiàn)表1及圖3～5。

圖3　4V電壓下顯現(xiàn)效果

圖4　7V電壓下顯現(xiàn)效果

圖5　10V電壓下顯現(xiàn)效果

表1　15%的鹽酸溶液顯現(xiàn)效果

（2）10%的氫氧化鈉溶液在不同電壓下顯現(xiàn)效果見(jiàn)表2及圖6～8。

（3）鹽酸、三氯化鐵的混合溶液在不同電壓下顯現(xiàn)效果。以下三組實(shí)驗(yàn)（表3及圖9～11），是在發(fā)動(dòng)機(jī)上把“8”、“2”、“0”挫磨掉，然后在相近位置打印上“0”、“7”、“5”，用鹽酸（34%～38%）、三氯化鐵的混合溶液在不同電壓下進(jìn)行顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。

表2　10%的氫氧化鈉溶液顯現(xiàn)效果

表3　鹽酸、三氯化鐵的混合溶液顯現(xiàn)效果

圖6　4V電壓下顯現(xiàn)效果

圖7　7V電壓下顯現(xiàn)效果

圖8　10V電壓下顯現(xiàn)效果

圖9　4V電壓下顯現(xiàn)效果

圖10　7V電壓下顯現(xiàn)效果

圖11　10V電壓下顯現(xiàn)效果

3　討論

3.1發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼顯現(xiàn)的前提條件

發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼顯現(xiàn)的基本原理是利用原始號(hào)碼打制區(qū)的化學(xué)活化能較其他區(qū)域高而將號(hào)碼顯現(xiàn)出來(lái)，但是必須未破壞打制原始號(hào)碼時(shí)所形成的過(guò)渡層。原始號(hào)碼被損毀程度直接影響顯現(xiàn)效果，如果金屬過(guò)渡層被全部破壞，將無(wú)法顯出原始號(hào)碼，損毀深度未傷及過(guò)渡層時(shí)，損毀越淺，顯出率越高，顯現(xiàn)效果越好。

3.2電壓大小對(duì)顯現(xiàn)效果的影響

電壓的大小對(duì)電解速度有最為直接的影響，電壓越大，電子移動(dòng)速度越快，電流密度越大，化學(xué)反應(yīng)越快。如果擦拭速度不足以平衡或匹配反應(yīng)速度，將無(wú)法達(dá)到最佳顯現(xiàn)效果；電壓過(guò)小，化學(xué)反應(yīng)緩慢，電解速度過(guò)慢將延緩顯現(xiàn)時(shí)間，如果技術(shù)人員沒(méi)有足夠耐心，很可能會(huì)因此而終止顯現(xiàn)。相同電壓下，不同的電解液，陰陽(yáng)離子相對(duì)濃度也不同，化學(xué)反應(yīng)液不同。因此，針對(duì)不同顯現(xiàn)試劑應(yīng)該有一個(gè)最佳顯現(xiàn)電壓。

3.3脫脂棉的擦拭速度對(duì)顯現(xiàn)效果的影響

用脫脂棉球擦拭速度要適中，擦拭太快容易使現(xiàn)有號(hào)碼腐蝕加重，擦拭太慢會(huì)讓腐蝕產(chǎn)物覆蓋金屬表面，形成保護(hù)膜，阻止反應(yīng)的進(jìn)行。脫脂棉的擦拭快慢程度應(yīng)該隨著顯現(xiàn)的進(jìn)程而變化，反應(yīng)剛開始時(shí)，應(yīng)該稍快擦拭，等待出現(xiàn)改動(dòng)痕跡時(shí)，擦拭速度應(yīng)該放緩，直到發(fā)現(xiàn)有原始號(hào)碼顯出時(shí)，必須立即終止擦拭，并用清水擦拭后拍照固定，以不錯(cuò)失最清晰的顯出號(hào)碼為宜。

3.4拍攝固定要及時(shí)

照片的拍攝應(yīng)該選用變焦范圍較大、像素較高的單反數(shù)碼相機(jī)，輔以小角度配光，及時(shí)對(duì)顯出的號(hào)碼進(jìn)行固定，一旦反應(yīng)終止，應(yīng)當(dāng)立即擦拭反應(yīng)區(qū)域后，隨即拍照固定。

3.5顯現(xiàn)試劑必須“現(xiàn)配現(xiàn)用”

由于大多數(shù)顯現(xiàn)試劑具有刺激性和揮發(fā)性，配制好的試劑在空氣中放置太久，容易引起試劑變質(zhì)，影響顯現(xiàn)效果，而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此，顯現(xiàn)試劑應(yīng)當(dāng)“現(xiàn)配現(xiàn)用”。

3.6應(yīng)當(dāng)注意個(gè)人防護(hù)

上述配方中鹽酸揮發(fā)性較大，氫氧化鈉具有腐蝕性，電解反應(yīng)所產(chǎn)生的氯氣對(duì)人體呼吸系統(tǒng)都有刺激作用，顯現(xiàn)操作過(guò)程中必須要注意安全保護(hù)。

4　結(jié)論

三種電解液最佳配比組合依次為：10%的氫氧化鈉溶液，在10V電壓下顯現(xiàn)效果最佳；15%的鹽酸，在10V電壓下顯現(xiàn)效果最佳；鹽酸、三氯化鐵的混合溶液，在10V電壓下顯現(xiàn)效果最佳。其中，氫氧化鈉溶液組合顯現(xiàn)速度快，無(wú)污染，鹽酸、三氯化鐵溶液組合顯出號(hào)碼反差大，效果好。

參考文獻(xiàn)：

［1］馬元元，張皓，陳海波.兩種化學(xué)試劑配方顯現(xiàn)被毀的鋁制發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)碼的實(shí)驗(yàn)［J］.湖北警官學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（12）：187-188.

［2］陳蕊麗.復(fù)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車標(biāo)識(shí)號(hào)碼的檢驗(yàn)原理及其方法［J］.中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，（2）：8-10.

［3］李文.電化學(xué)腐蝕法顯現(xiàn)機(jī)動(dòng)車“兩號(hào)”潛像研究［J］.公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，（4）：18-20.

［4］黃建同.金屬上被銼除字跡的再現(xiàn)［J］.公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，（3）：1-3.

（本文編輯：李麗莉）

鑒定實(shí)踐

Experiment of Developing Aluminum Engine Number —Optimization of Three Kinds of Electrolyte Formulas

CUI Zhen-qiu1，HU Hong-bin2，MA Yuan-yuan3
（1. Suqian City of Jiangsu Province Public Security Bureau Criminal Division，Suqian 223800，China；2. Economic and Technological Development Zone Branch of Suqian Public Security Bureau，Suqian 223800，China；3. Criminal Police Corps，Public Security Bureau of Chongqing，Chongqing 400021，China）

Abstract：Objective To explore the optimal electrolyte formula and the best voltage for developing the aluminum engine number. Method The experiment numbers on the discarded aluminum engines were worn off. Different proportion and voltages of three kinds of electrolytes，15%hydrochloric acid，10%sodium hydroxide solution and hydrochloric acid-ferric chloride solution，were tested to get the optimal formulas and voltages. Results The optimal parameters for all three kinds of electrolytes were acquired. Conclusion The optimal volatage for all three kinds of electrolytes was 10 kV. Among the three electrolytes，10%sodium hydroxide solution developed most fast and was enviroment-friendly. And the number developed by hydrochloric acid-ferric chloride solution gave the most strong contrast.

Key Words：electrolyte；developing；aluminum；imprinted number；engine number

中圖分類號(hào)：DF793

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1671-2072.2016.02.009

文章編號(hào)：1671-2072-（2016）02-0048-05

收稿日期：2015-08-02

作者簡(jiǎn)介：崔振球（1976—），男，工程師，主要從事現(xiàn)場(chǎng)勘查和痕跡檢驗(yàn)工作。E-mail：76221475@qq.com。