金相分析中铜导线的腐蚀剂探讨

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1、火灾调查与分析金相分析中铜导线的腐蚀剂探讨叶诗茂!阳世群!王新钢!祝兴华"公安部四川消防研究所!四川都江堰#$$%&’(摘要)由于不同的腐蚀剂对铜导线显示其金相组织有所的腐蚀剂有事半功倍的效果+差异!选择一种合适的腐蚀液可以提高工作效率*简化分析方<化学腐蚀和组织显示原理法*提高分析质量+介绍了腐蚀原理和几种腐蚀剂对铜导线金一种金属插入溶液中发生溶解!则部分金属离子相组织的显示效果+进入溶液中+金属失去离子带负电荷!溶液得到金属离关键词)金相组织,腐蚀剂,晶界,电气火灾子带正电荷+由于正*负电荷相吸!所以溶液中大部分中图分类号)-./0!

2、12/%文献标识码)3文章编号)$’’24’’/2"/’’5(’&4’&6’4’&带电离子聚在金属表面!阻止金属的进一步溶解+在金相试样上!不同组织处的电极电位都不相同!7前言在浸蚀过程中!金属磨面和溶液界面就形成了很多微随着社会的发展!人们的日常生活与电气设备已小的原电池+电极电位较负的晶界和合金相就成为阳密不可分+电气设备的发展造福于人类!同时也带来了极!不断以离子状态溶入溶液+而电位较正的金属基体危害"电气设备引起的火灾也随之增加(+电气设备引则为阴极!接受阳极来的电子与介质中的正离子则放起的火灾和受到的经济损失位居火灾中的首位+统

3、计出氢气+因此!金属在溶液中某些部分被溶出!呈凹陷数据表明!$22&年4/’’/年我国重特大电气火灾起数状!可见金相试样的腐蚀实际上是一种电化学溶解过程:&;占全国重特大火灾的&58#9"年平均值(,损失占全国+重特大火灾损失的&2869"年平均值(:$;+在电气火灾由于晶界等地方要优先腐蚀溶解!形成沟槽+在显中!起火点的铜导线及其零部件是调查火灾原因的一微镜下!因反射光在晶界沟槽处的漫射而呈黑色线条!个很重要的物证+为了查明火灾原因!对铜导线的火烧将多面体晶粒勾划出来!一般试样腐蚀至此已告完成+痕*一次和二次短路痕迹的研究就显得非常重要

4、+火灾如继续腐蚀!晶内也开始溶解!而且溶解大多数是沿着物证鉴定中!我国主要用以下几种方法!如微观形貌原子密排面进行!但磨面上各晶粒的位向是不同的!因法*成分分析法*剩磁法*导线熔痕宏观鉴别法*模拟实此各个晶粒腐蚀平面和原来倾斜角度不同!在垂直光验法:/;线照射下将显示明暗不一的晶粒:0;+其中较常用的是金相分析法+在金相分析方法+纯金属磨面在腐中用于显示铜的金相组织的腐蚀剂很多!选择一种好蚀液中的腐蚀过程!如图$所示+图7纯金属磨面在腐蚀液中的腐蚀过程"=(表示抛光面下的变形层首先溶入浸蚀液中,"$(各种有机酸和无机酸+例如腐蚀钢铁用的硝

5、"3(表示随后在晶界处!由于晶界的自由能较高!原子酸!腐蚀钛合金用的氢氟酸等+的活泼性较大!故优先溶解!形成沟槽!腐蚀至此已完"/(各种碱+例如腐蚀铝合金用的氢氧化钠等+成,">(表明若继续腐蚀!晶内也开始溶解+"&(各种盐类+例如铜盐*镁盐*铁盐及锰盐等+?腐蚀剂"0(溶剂+这是附加在化学腐蚀剂内起稀释作用化学腐蚀剂根据所需要显示组织的特性来选择!的必要成分+例如酒精构成硝酸酒精溶液,水构成氢氧通常金相组织腐蚀剂的化学药品包括以下四类)化钠水溶液等+&6’@ABCDEACFECGFHICEJFKLKMN!.OP/’’5!QRS/0!TR

6、8&对铜导线进行腐蚀有很多种腐蚀剂!较常用腐蚀剂抛光工作!而铜比较柔软!抛光工作的难度相当大6三为三氯化铁"盐酸"水溶液#见表$%&三氯化铁盐酸酒氯化铜"盐酸"酒精溶液腐蚀剂的优点是各个晶粒由精溶液#$’()*+酒精!$./0浓盐酸%氢氧化于物理性质上的不完全相同!从而对晶粒腐蚀的深浅,!-./0氨"双氧水#1./023不一!造成颜色上的差异!也能清晰地看出晶界6但是453!-./03-5-!1./03-5%&饱和氢氧化氨"氯化铜溶液等6前两者使两相黄铜中7其抛光工序要求较严!如抛光不好!将得不到理想的金相变暗!后二者则相反!使8相发黑6

7、此外硝酸铁溶液相组织6每一种腐蚀剂都有其自己的特点和优点!至于#$.’硝酸铁!$../03-5%适于显示纯铜晶界!对磨痕要用哪种腐蚀剂!需根据实际情况来选择6显露的敏感性小!故对一般单相&两相铜合金有较好的腐蚀效果6表9常用三氯化铁盐酸水溶液配方序号()*+,:’3*+:/03-5:/0$$-.$..-1$.$..B#D-..%C#D-..%,11.$..图A铜导线的原始组织4;-1$..1$<=$..=-1-1$..>$.$$..;,$$..除了三氯化铁"盐酸"水溶液的腐蚀剂外!也有B#D1.%C#D1.%三氯化铁"盐酸"酒精溶液腐蚀剂

8、#三氯化铁$’!盐图E铜导线的过热组织酸$./0!酒精-./0%6还有一种是有机酸和无机酸混合制得!此溶液对磨痕不敏感!腐蚀后晶界非常清楚!加上补充液其金相组织更清楚!其配方见表-6所做试样经