[发明专利]金属腐蚀特征与腐蚀时间相关性的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属检测领域的技术，具体是一种典型水体环境中金属腐蚀特征与腐蚀时间相关性的检测方法。

背景技术

刑事现场勘查时经常会提取到金属类物证，如刀具、铁桶、汽车外板等等。金属在与周围介质接触中，常发生化学的或电化学的作用，从而引起金属的破坏，我们把这种现象称为金属锈蚀。在刑事案件中涉案金属物证在提取时已出现锈蚀的情况比较常见。很多情况下，犯罪嫌疑人会有意把证物扔入水中企图消灭证据，以扔入自然水体中最为常见。

在一定的温度和湿度情况下，与金属锈蚀特征最密切相关的因素就是时间。由此在已知的一定环境介质条件下，金属的锈蚀特征就可以与时间建立起相对应的关系。通过分析、鉴定金属类物证的锈蚀特征(包括锈蚀痕迹、锈层厚度和结构等)来判断锈蚀时间，借此作为判断物证同一性的依据之一，就可以实现通过金属类物证锈蚀特征分析为案件侦查工作提供参考和依据。同时，时间的推断必须建立在已有同类金属腐蚀试验和对比分析的基础之上，没有类似的基础研究，就无法给出可靠或者近似的答案。

株式会社荏原制作所宫坂松甫等人的申请号为CN98102877的发明专利，采用将分析对象用分割面划分成大量多种类型的相邻区域，通过边界单元分析方法，将结果作为相邻区域的边界条件，从而连续分析区域中电势分布和电流密封分布。该专利仅为一种计算机分析方法，未涉及实际材料的腐蚀分析。哈尔滨工业大学(威海)张鹏等人的申请号为CN201310442928的发明专利，通过模拟腐蚀变化规律，绘制的腐蚀形貌图形和表面积变化程度，建立了判定材料腐蚀特征建立了材料腐蚀过程动态形貌特征测试评价方法，但未能考虑腐蚀层深度、腐蚀形貌特征与时间的关系等因素。

国际上有很多研究金属腐蚀的机构，其研究大都集中在金属腐蚀的发生与防护，如大气腐蚀、生物腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等的发生与提前预防。但是对金属腐蚀速率的研究并没有凸现出来，因为通常情况下，腐蚀的时间是已知的。在刑事科学领域这方面的研究也不多见，2013年美国波士顿大学医学院的研究人员，通过扫描电镜和X射线衍射分析对丢弃在水中的枪体进行分析，并试图给出枪支被丢弃在水中的时间，但其给出的结论是，时间的推断必须建立在已有同类金属腐蚀试验和对比分析的基础之上，没有类似的基础研究，就无法给出可靠或者近似的答案。综上所述，对金属腐蚀特征及影响因素的研究不仅可以为案件侦破提供有效的支撑，同时该研究在国内外开展的也很少，对其进行深入研究具有实战价值和科学价值。

目前金属材料均匀腐蚀程度的主要检测评价方法有：测量和计算腐蚀前后质量差的失重法；检测试样腐蚀前后力学性能差异的力学性能检测法；测量腐蚀前后表观电导率变化的电性能检测法。这些方法虽然灵敏、有效，但是都是均匀程度的评价，比如在失重法中腐蚀面积利用的是试样腐蚀前的表面积，而当试样腐蚀后，试样的表面积实际发生了变化，这样计算的结果与实际是有偏差的。所以本发明通过在金相显微镜下测量实际的腐蚀面积和腐蚀深度来计算出表观腐蚀体积，最终计算出表观腐蚀参数，这个参数的引入目的为了引入真实反应腐蚀发生体积的物理量，从而可以校正失重法的在计算过程中失真的地方，使结果更接近实际腐蚀情况。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种金属腐蚀特征与腐蚀时间相关性的检测方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括以下步骤：

步骤一：根据物证金属的初始形状，选取最大腐蚀表面，连续切割成10mm*10mm的试样10块。试样厚度根据物证材料本身特征进行选择，如其厚度小于5mm，取其原始厚度，如其厚度大于5mm，取5mm为厚度标准切割试样。

步骤二：在步骤一的基础上，对10块试样的腐蚀程度进行观察、测量，选取腐蚀面积最大的5个样品进行腐蚀分析。

步骤三：在步骤二的基础上，对每个样品利用金相显微镜观察腐蚀面积及腐蚀深度采用本发明的表观腐蚀体积(V)计算法来计算腐蚀前后变化Δm1，同时采用失重法计算质量损失(Δm)。采用特征公式计算得到每个样品的腐蚀特征参数S_X＝(Δm1+Δm)/2，X＝1～5。

步骤四：在步骤三的基础上，取S_X，X＝1～5，5组腐蚀特征参数的平均值，得到特征参数平均值在实验样品充足的情况下，为保证数据的可靠性，平行进行3组实验，并计算出3组的平均值，这个平均值即为综合特征参数