GB/T 16840.4-2021 電氣火災(zāi)痕跡物證技術(shù)鑒定方法 第4部分:金相分析法
- 發(fā)表時間:2022-11-08
- 來源:共立消防
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1 范圍
本文件規(guī)定了電氣火災(zāi)痕跡物證技術(shù)鑒定方法的金相分析法的原理、設(shè)備、器材與試劑、檢材、方法步驟、金相組織特征和綜合判定。
本文件適用于在火災(zāi)調(diào)查時,根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場中火災(zāi)痕跡物證呈現(xiàn)的金相組織特征,鑒別其性質(zhì)。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 16840.1 電氣火災(zāi)痕跡物證技術(shù)鑒定方法 第1部分:宏觀法
3 術(shù)語和定義
GB/T 16840.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
短路熔痕 melted mark caused by short circuit
銅、鋁導(dǎo)線發(fā)生短路在導(dǎo)線上形成的熔化痕跡。
注:短路熔痕包括一次短路熔痕和二次短路熔痕。
3.2
短路迸濺熔珠 splash down melted bead caused by short circuit
銅、鋁導(dǎo)線在短路或電弧作用發(fā)生的瞬間而產(chǎn)生的熔化進濺物,噴濺黏附到其他載體上的圓珠狀熔化痕跡。
3.3
電熱熔痕 melted mark caused by electric heating
在電弧或電流的高溫熱作用下,在金屬表面或銅、鋁導(dǎo)線上形成的熔化痕跡。
注:包含且不僅限于短路熔痕、過負荷熔痕、因接觸不良導(dǎo)致的局部過熱熔痕、導(dǎo)線與其他不同電位的金屬發(fā)生放電時形成的熔痕、對地短路熔痕、不同電位的帶電金屬之間接觸放電形成的熔痕等。
3.4
非電熱痕跡 mark caused by non-electric heating
由火災(zāi)熱作用、機械加工或應(yīng)力作用等非電弧或電流的熱作用形成的痕跡。
注:包含且不僅限于火燒、摩擦、切削、拉拔、擠壓、高壓沖擊等形成的痕跡。
4 原理
對于火災(zāi)現(xiàn)場提取的金屬或銅、鋁導(dǎo)線等物證,無論是受火災(zāi)熱作用還是短路電弧高溫熔化,除全部燒失等特殊情況之外,一般均能查找到殘留的熔痕,其外觀具有能夠反映當時環(huán)境條件的特征。
導(dǎo)線的電熱熔痕、短路熔痕均由瞬間電弧高溫熔化形成,具有熔化范圍小、冷卻速度快的特點。對于一次短路熔痕和二次短路熔痕而言,前者短路發(fā)生在正常環(huán)境條件下,后者短路發(fā)生在火災(zāi)環(huán)境條件下。火燒熔痕是導(dǎo)線受火災(zāi)熱作用熔化的痕跡,其作用時間、作用溫度又均與短路熔痕不同,具有受熱持續(xù)時間長、火燒范圍大、熔化溫度低于短路電弧溫度的特點。由于不同的環(huán)境條件參與了熔痕的形成過程,從而產(chǎn)生了區(qū)別電熱熔痕、短路熔痕(熔珠)、一次短路熔痕(熔珠)、二次短路熔痕(熔珠)及火燒熔痕(熔珠)的金相組織特征。
5 設(shè)備、器材與試劑
5.1 主要設(shè)備
金相顯微鏡,分辨能力應(yīng)不低于0.45μm,放大倍率宜為25倍~1000倍。
5.2 其他設(shè)備
照相機、體視顯微鏡(或視頻顯微鏡)、金相鑲嵌機、磨拋機、超聲波清洗機。
5.3 器材
天平、量筒、鑷子、脫脂棉、砂紙、吹風機、模具。
5.4 試劑
主要試劑有:
——氯化高鐵(分析純);
——氫氧化鈉(分析純);
——乙醇(分析純);
——鹽酸(分析純);
——硝酸(分析純);
——鑲嵌材料。
注:鑲嵌材料為用于鑲嵌制作金相樣品的材料,包括但不限于義齒基托樹脂。
6 檢材
6.1 檢材的選取和截取
6.1.1 應(yīng)選取載有熔痕或具有代表性部位的檢材。
6.1.2 應(yīng)選擇在導(dǎo)線的熔化或蝕坑痕跡附近的未熔導(dǎo)線部位進行截取。
6.2 金相試樣的制備
6.2.1 對提取的檢材,應(yīng)采用鑲嵌法制成金相試樣。對于具有熔痕的檢材,宜采用冷鑲嵌法制備金相試樣。
6.2.2 采用冷鑲嵌法制備時,先將檢材放在底板上,再將模具罩住檢材,然后將冷鑲嵌材料調(diào)成的糊狀混合物注入,待凝固、冷卻后,去除模具得到鑲嵌好的金相試樣。
6.2.3 金相試樣經(jīng)粗磨、細磨后再進行拋光,必要時可進行手工精拋。
6.2.4 經(jīng)拋光后的金相試樣選擇適當?shù)那治g劑在室溫下侵蝕,常用的侵蝕劑及侵蝕時間見表1。
6.2.5 經(jīng)侵蝕后的金相試樣,應(yīng)先用清水沖洗或用酒精擦拭,再用吹風機吹干。
表1 常用的侵蝕劑
樣品材質(zhì) | 侵蝕劑配比 | 侵蝕時間/s |
銅 | 氯化高鐵5g 鹽酸50mL 乙醇100mL | 2~10 |
鋁 | 氫氧化鈉1g~2g 水100mL | 60~120 |
鐵 | 3%硝酸酒精溶液 | 10~30 |
其他金屬 | 參見相關(guān)金相試樣侵蝕技術(shù)標準 |
7 方法步驟
7.1 待觀察的金相試樣應(yīng)磨面光潔、無明顯劃痕、晶界清晰。
7.2 用金相顯微鏡觀察金相試樣的顯微組織,放大倍數(shù)為25倍~1000倍。
7.3顯微檢驗時應(yīng)首先通觀整個金相試樣的表面,然后按所需視場對其顯微組織進行觀察分析。
7.4 根據(jù)所觀察的顯微組織選擇合適的放大倍數(shù)或更換物鏡鏡頭。
7.5 觀察金相試樣中熔化區(qū)、熔化過渡區(qū)及導(dǎo)線基體等部位的顯微組織特征。
7.6 選擇合適的視場、放大倍數(shù)和顯微組織特征進行顯微拍照。
8 金相組織特征
8.1 火燒熔痕(熔珠)的金相組織特征
通常呈現(xiàn)粗大的等軸晶或共晶組織,熔化區(qū)內(nèi)部的孔洞通常形狀不規(guī)則,內(nèi)表面粗糙。
8.2 短路熔痕(熔珠)的金相組織特征
呈現(xiàn)為鑄態(tài)組織,熔化區(qū)晶粒由胞狀晶、枝晶、柱狀晶組成;金相試樣磨面內(nèi)的孔洞形態(tài)呈圓形、橢圓形,內(nèi)壁光滑;偶有兩個或多個孔洞交疊的現(xiàn)象,孔洞交疊處的孔洞壁會形成鋒利的銳角;基體區(qū)與熔化區(qū)顯微組織形態(tài)有明顯不同。
8.3 一次短路熔痕(熔珠)的金相組織特征
呈現(xiàn)為鑄態(tài)組織,晶粒由細小的胞狀晶或柱狀晶組成;磨面內(nèi)的孔洞尺寸較小,孔洞數(shù)量較少,孔洞形狀較整齊;在熔珠與導(dǎo)線銜接的過渡區(qū)處顯微組織的分界線明顯;銅質(zhì)熔珠的晶界較細,孔洞周圍銅和氧化亞銅的共晶組織較少且不明顯;用偏振光觀察時,熔珠孔洞周圍及洞壁的顏色暗淡不鮮明。
8.4 二次短路熔痕(熔珠)的金相組織特征
呈現(xiàn)為鑄態(tài)組織,晶粒由較多粗大的柱狀晶或粗大的晶界組成,晶粒被很多孔洞分割;金相試樣磨面內(nèi)的孔洞尺寸較大,孔洞數(shù)量較多,孔洞形狀不規(guī)整;在熔珠與導(dǎo)線銜接的過渡區(qū)處顯微組織的分界線不明顯;銅質(zhì)熔珠的晶界較粗大,孔洞周圍銅和氧化亞銅的共晶組織較多且較明顯;用偏振光觀察時,熔珠孔洞周圍及洞壁的顏色鮮艷明亮,呈鮮紅色或橘紅色。
8.5 短路迸濺熔珠的金相組織特征
呈現(xiàn)為鑄態(tài)組織,其形態(tài)特征主要為樹枝晶和細小的胞狀晶,金相試樣磨面內(nèi)有孔洞,孔洞形狀較圓、較規(guī)則。
8.6 電熱熔痕的金相組織特征
呈現(xiàn)為鑄態(tài)組織,其形態(tài)主要為胞狀晶、樹枝晶等,并且在熔化區(qū)與未熔化區(qū)(或基體)的交接處過渡區(qū)明顯,晶粒形態(tài)明顯不同。
8.7 非電熱痕跡的金相組織特征
呈現(xiàn)晶粒變形或破壞特征;平衡再結(jié)晶條件下形成的共晶組織或等軸晶特征。
9 綜合判定
在火災(zāi)現(xiàn)場情況較復(fù)雜和樣品材質(zhì)較特殊的情況下判定樣品的痕跡性質(zhì)時,應(yīng)根據(jù)宏觀形態(tài)、金相組織、微觀形貌和成分分析等特征進行綜合判定,給出判定結(jié)果。
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