鋁質發動機號碼顯現的實驗研究
——三種電解液配方的優化

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.宿遷市公安局經濟技術開發區分局，江蘇宿遷223800；3.重慶市公安局刑偵總隊，重慶400021）

?

鋁質發動機號碼顯現的實驗研究
——三種電解液配方的優化

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.宿遷市公安局經濟技術開發區分局，江蘇宿遷223800；3.重慶市公安局刑偵總隊，重慶400021）

摘要：目的探索電解法顯現沖壓形成的鋁質發動機號碼的最優電解液配方以及最佳電壓。方法在廢棄的鋁質發動機上打制實驗號碼后，挫磨掉實驗號碼，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，在不同電壓下進行顯現實驗，比較顯現效果，得出最佳顯現電壓。結果三種配比的電解液均得出了最佳顯現電壓組合。結論三種電解液均在10V電壓下，顯出效果最好；比較三種電解液的顯現效果，發現NaOH溶液組合顯現速度快，無污染，鹽酸、三氯化鐵溶液組合顯出號碼反差大。

關鍵詞：電解液；顯現；鋁質；沖壓號碼；發動機號碼

通信簡介：馬元元（1982—），男，工程師，碩士，主要從事現場勘查和痕跡檢驗相關研究。E-mail：mayuan1355@sina.com。

發動機號碼是鑒別車輛身份的基本信息之一，其真偽鑒別是打擊走私、盜搶、改裝和拼裝車輛犯罪的有效途徑［1］。目前，對于發動機號碼的顯現一般通過化學腐蝕法和電解法來實現［2-4］，各種顯現試劑和配方比較龐雜，缺少優化的電解液配方和最佳組合電壓的相關專題研究。本文通過實驗，針對沖壓形成的鋁制發動機號碼，比較了三種電解液配方在不同電壓下的顯現效果，得出了三組有效而實用的電解液配方。

1　顯現原理

發動機號碼打制方法主要有三種，即電刻、沖壓和鑄造。號碼打制過程中，金屬在切應力的作用下，被沖刻部位的金屬原子點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積累大量位錯，與周圍區域的化學腐蝕能力、反應速度存在差異。用挫、磨等機械方式破壞原始號碼時，號碼表像雖然可以被挫磨掉，但內層的位錯潛像并沒有受到太大的影響，只要挫磨深度不超出位錯到達范圍，潛像仍存在［1］。

利用化學腐蝕法顯現發動機號碼的實質是被沖刻部位與未沖刻部位存在能量差，導致金屬電化學反應速度不同而顯出被打磨的號碼。接通電源后，陰離子向陽極匯集，發生氧化反應，陰離子被氧化；陽離子向陰極匯集，發生還原反應，陽離子被還原，金屬被溶解，由于打號區域的活化能較其他區域大，所以電解速度較其他區域快，從而將被挫磨掉的號碼顯現出來。

2　材料與方法

2.1器材

器材主要包括：廢棄的鋁合金發動機一臺、鋼號模具、錘子、角向磨光機、砂紙、數碼相機、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、滑動變阻器、鱷魚夾、導線、濃鹽酸、氫氧化鈉、三氯化鐵等。

2.2發動機樣本成分分析

利用能量色散能譜儀（EDXS）對鋁合金發動機材質進行成分分析，發現其成分的質量百分比為：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打制實驗號碼、配制電解液

用鋼號磨具在樣本發動機上打制號碼，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）用丙酮溶液清潔發動機號碼表面的污垢、油漆等雜質。（2）拍照固定樣本號碼。（3）用角向磨光機打磨樣本號碼至消失，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，然后用細砂紙對金屬表面進行拋光，盡量使金屬表面光滑。（5）顯現號碼。接通電路，負極端脫脂棉團蘸取電解液涂抹顯現部位，滑動變阻器調節電壓，在不同電壓下顯現號碼，直至顯出號碼較清晰時拍照固定，電解示意圖（圖2）。

圖2　電解示意圖

2.5結果

（1）5%的鹽酸溶液在不同電壓下的顯現效果見表1及圖3～5。

圖3　4V電壓下顯現效果

圖4　7V電壓下顯現效果

圖5　10V電壓下顯現效果

表1　15%的鹽酸溶液顯現效果

（2）10%的氫氧化鈉溶液在不同電壓下顯現效果見表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效果。以下三組實驗（表3及圖9～11），是在發動機上把“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行顯現實驗。

表2　10%的氫氧化鈉溶液顯現效果

表3　鹽酸、三氯化鐵的混合溶液顯現效果

圖6　4V電壓下顯現效果

圖7　7V電壓下顯現效果

圖8　10V電壓下顯現效果

圖9　4V電壓下顯現效果

圖10　7V電壓下顯現效果

圖11　10V電壓下顯現效果

3　討論

3.1發動機號碼顯現的前提條件

發動機號碼顯現的基本原理是利用原始號碼打制區的化學活化能較其他區域高而將號碼顯現出來，但是必須未破壞打制原始號碼時所形成的過渡層。原始號碼被損毀程度直接影響顯現效果，如果金屬過渡層被全部破壞，將無法顯出原始號碼，損毀深度未傷及過渡層時，損毀越淺，顯出率越高，顯現效果越好。

3.2電壓大小對顯現效果的影響

電壓的大小對電解速度有最為直接的影響，電壓越大，電子移動速度越快，電流密度越大，化學反應越快。如果擦拭速度不足以平衡或匹配反應速度，將無法達到最佳顯現效果；電壓過小，化學反應緩慢，電解速度過慢將延緩顯現時間，如果技術人員沒有足夠耐心，很可能會因此而終止顯現。相同電壓下，不同的電解液，陰陽離子相對濃度也不同，化學反應液不同。因此，針對不同顯現試劑應該有一個最佳顯現電壓。

3.3脫脂棉的擦拭速度對顯現效果的影響

用脫脂棉球擦拭速度要適中，擦拭太快容易使現有號碼腐蝕加重，擦拭太慢會讓腐蝕產物覆蓋金屬表面，形成保護膜，阻止反應的進行。脫脂棉的擦拭快慢程度應該隨著顯現的進程而變化，反應剛開始時，應該稍快擦拭，等待出現改動痕跡時，擦拭速度應該放緩，直到發現有原始號碼顯出時，必須立即終止擦拭，并用清水擦拭后拍照固定，以不錯失最清晰的顯出號碼為宜。

3.4拍攝固定要及時

照片的拍攝應該選用變焦范圍較大、像素較高的單反數碼相機，輔以小角度配光，及時對顯出的號碼進行固定，一旦反應終止，應當立即擦拭反應區域后，隨即拍照固定。

3.5顯現試劑必須“現配現用”

由于大多數顯現試劑具有刺激性和揮發性，配制好的試劑在空氣中放置太久，容易引起試劑變質，影響顯現效果，而且還會對環境造成污染。因此，顯現試劑應當“現配現用”。

3.6應當注意個人防護

上述配方中鹽酸揮發性較大，氫氧化鈉具有腐蝕性，電解反應所產生的氯氣對人體呼吸系統都有刺激作用，顯現操作過程中必須要注意安全保護。

4　結論

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

參考文獻：

［1］馬元元，張皓，陳海波.兩種化學試劑配方顯現被毀的鋁制發動機號碼的實驗［J］.湖北警官學院學報，2014，（12）：187-188.

［2］陳蕊麗.復現機動車標識號碼的檢驗原理及其方法［J］.中國人民公安大學學報（自然科學版），2005，（2）：8-10.

［3］李文.電化學腐蝕法顯現機動車“兩號”潛像研究［J］.公安大學學報（自然科學版），2002，（4）：18-20.

［4］黃建同.金屬上被銼除字跡的再現［J］.公安大學學報（自然科學版），2003，（3）：1-3.

（本文編輯：李麗莉）

鑒定實踐

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：DF793

文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1671-2072.2016.02.009

文章編號：1671-2072-（2016）02-0048-05

收稿日期：2015-08-02

作者簡介：崔振球（1976—），男，工程師，主要從事現場勘查和痕跡檢驗工作。E-mail：76221475@qq.com。