瓦特鍍鎳技術(shù)顯現(xiàn)金屬銅表面油潛手印工藝探析

張曉順，田 巍

（1.中國刑事警察學(xué)院，遼寧沈陽110035；2.上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院上海市現(xiàn)場物證重點實驗室，上海200083）

油手印顯現(xiàn)一直是手印顯現(xiàn)技術(shù)中的難題，刷粉等傳統(tǒng)技術(shù)方法效果均不理想。電化學(xué)技術(shù)與痕跡檢驗技術(shù)的結(jié)合為油手印顯現(xiàn)提供了新的思路，利用電解液中金屬離子在手印物質(zhì)覆蓋部位與金屬基體表面發(fā)生還原反應(yīng)速度的差異，可以在一定的條件下顯出手印?，F(xiàn)有的研究多采用鍍銅的方式進行顯現(xiàn)[1-3]，雖然能清晰顯出手印，但由于鍍層與基體顏色相似，給手印的觀察分析帶來麻煩。為此，國內(nèi)外的科研團隊提出了共沉積熒光粉末或普魯士藍增強反差的研究方案以增強顯現(xiàn)效果，但工藝相對復(fù)雜。為解決顯出手印的色差問題，本研究利用與金屬銅顏色差異較大的金屬鎳為鍍層，考查了鍍鎳顯現(xiàn)金屬銅表面油手印的可行性并實驗確定了較為合適的電化學(xué)工藝。

1 材料與方法

將 280 g 的 NiSO4·7H2O、45 g 的 Nicl2·6H2O 和39 g的H3BO3溶解于一升蒸餾水中，加入0.08 g的C12H25SO4Na（十二烷基硫酸鈉）作為表面活性劑，配制pH值在3.8～4.2之間的瓦特型鍍鎳電解液。用水浴加熱鍋保持電解液的溫度為55℃，將留有油潛手印的金屬銅片作為陰極，按圖1連接實驗裝置，改變陰極電流密度、電解時間等電解條件，考查瓦特型鍍鎳顯現(xiàn)金屬銅表面油潛手印的最佳工藝條件。

圖1 實驗裝置圖

2 結(jié)果與討論

調(diào)節(jié)電流，在不同的陰極電流密度條件下電沉積15 s，考查陰極電流密度對顯現(xiàn)效果的影響，如圖2所示。

圖2 陰極電流密度對顯現(xiàn)效果的影響

由圖2可以看出，瓦特型鍍鎳體系可以在金屬銅表面沉積上銀色的金屬鎳，但陰極電流密度對沉積效果影響較大。當電流密度為0.5 A/dm2時，電鍍15s后，雖然有金屬鎳沉積到客體表面，但鍍覆效果不好，仍有許多基體部位表現(xiàn)出金屬銅的本色，鎳鍍層不均勻。隨著陰極電流密度的增加，金屬鎳的沉積量逐漸加大，金屬銅基體的鍍覆效果也越來越好，當陰極電流密度在2.5 A/dm2時，鍍覆效果最佳，金屬銅基體已經(jīng)完全被金屬鎳覆蓋，表現(xiàn)出銀白色光澤。繼續(xù)增大電流密度至3.0 A/dm2，鍍覆效果變化不大，進一步增大電流密度至5.0 A/dm2時，鍍層有明顯增厚的現(xiàn)象，且手印中部分乳突紋線部位也鍍覆上了金屬鎳，無法清晰觀察紋線細節(jié)特征，影響了手印的顯現(xiàn)效果。實驗表明，增大陰極電流密度可以加速鎳離子還原速度，使顯現(xiàn)效果逐漸增強，但陰極電流密度過大，可能使電子穿透手印物質(zhì)放電，造成鎳離子在手印物質(zhì)表面獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致紋線表面沉積上金屬鎳，使顯現(xiàn)失敗。另外，從電化學(xué)動力學(xué)因素考慮，電流密度過大還有可能會造成鍍層不致密甚至鼓泡的情況，因此，對于金屬銅表面油手印的鍍鎳顯現(xiàn)技術(shù)，2.5 A/dm2時比較合適的陰極電流密度條件。

固定陰極電流密度為2.5 A/dm2，在不同的顯現(xiàn)時間下進行電鍍操作，考查電沉積時間對顯現(xiàn)效果的影響，實驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 電解時間對顯現(xiàn)效果的影響

由圖3可以看出，在相同的陰極電流密度條件下，金屬鎳的沉積量隨著電解時間的增長不斷增多，陰極電流密度為2.5A/dm2條件下，當沉積時間為5s時，金屬銅基體表面沒有完全鍍覆，當電沉積時間為15 s時，基體能夠均勻沉積金屬鎳，但小犁溝部位沉積的金屬較少，繼續(xù)電沉積操作，小犁溝內(nèi)沉積的金屬量不斷增加，乳突紋線與基體的反差增強，30 s時指紋的內(nèi)部系統(tǒng)可以清晰顯現(xiàn)，顯現(xiàn)180s后，顯出紋線范圍進一步變大，但手印外廓部位仍不清晰，當顯現(xiàn)300 s后，潛手印完全顯現(xiàn)，細節(jié)特征清晰。金屬沉積量與沉積時間成正比，因此顯現(xiàn)時間越長，金屬銅表面鍍覆的鎳越多。但由于小犁溝寬度很窄，其周圍乳突紋線表面附著的油脂影響了電子轉(zhuǎn)移，使溝內(nèi)金屬鎳的沉積速度低于金屬銅基體表面，因此需要較長時間才能完全鍍上金屬鍍層。手印一旦完全顯現(xiàn)，應(yīng)立即停止電沉積，避免鍍層過厚覆蓋紋線。

3 結(jié)論

（1）適宜的電解操作條件下，可以利用電化學(xué)方法，以瓦特鍍鎳體系顯現(xiàn)金屬銅表面的油潛手?。唬?）瓦特鍍鎳體系由于顯現(xiàn)后背景與乳突紋線顏色的差異，顯現(xiàn)效果好。適宜的電解參數(shù)為2.5 A/dm2陰極電流密度下電鍍300 s，可清晰觀察顯出紋線的起點、終點、分歧、結(jié)合等細節(jié)特征，能滿足實際工作需要。

[1]張曉順，張忠良，張麗梅，等.電化學(xué)法顯現(xiàn)金屬客體表面油質(zhì)潛手印的研究[J].警察技術(shù)，2012，（6）：24-25.

[2]張曉順，張忠良，張麗梅，等.電流密度對電化學(xué)顯現(xiàn)金屬銅表面油潛手印效果的影響[J].刑事技術(shù)，2012，（5）：53-54.

[3]李孝君，慕玉玲，李捷，等.陽極氧化電解顯現(xiàn)射擊前彈殼上手印的研究[J].中國司法鑒定，2015，（2）：55-57.