火场温度对304不锈钢表面潜在指纹的光学显现影响.pdf
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1、中国人民公安大学学报(自然科学版)2023 年第 2 期 No.2 2023Journal of People蒺s Public Security University of China(Science and Technology)总第 116 期 Sum116火场温度对 304 不锈钢表面潜在指纹的光学显现影响叶耀东,摇 曹宇航,摇 赵艳红(中国人民警察大学侦查学院,河北廊坊摇 065000)摘摇 要摇 为了探究火场温度对 304 不锈钢表面潜在指纹的光学显现影响,本文将表面载有潜在指纹的 304 不锈钢置于马弗炉内,使用马弗炉控制温度变化和温度持续时间来模拟真实火灾现场条件,以探究温度和
2、温度持续时间对 304 不锈钢表面潜在指纹的显现影响。结果表明,100 益、400 益、500 益、600 益、700 益受热温度加热 30 min 和60 min 下的 304 不锈钢金属表面潜在指纹仍具有很高的鉴定价值,表明 304 金属表面的指纹痕迹在经受高温后仍能获得高质量的指纹痕迹物证。本文为现场勘验人员在涉火案件中 304 不锈钢表面的潜在指纹的显现提供了理论支持。关键词摇 火场温度;304 不锈钢;潜在指纹;光学方法中图分类号摇 D918郾 91文献标志码摇 AEffect of Fire Temperature on the Development of PotentialFi
3、ngerprints on 304 Stainless SteelYE Yaodong,摇 CAO Yuhang,摇 ZHAO Yanhong(School of Criminal Investigation,China People蒺s Police University,Langfang 065000,China)Abstract:To explore the effect of fire temperature on the development of latent fingerprints on the surfaceof 304 stainless steel,the steels
4、 containing fingerprints were placed in a muffle furnace.Temperaturechanges and duration of the furnace were controlled to simulate real fire site conditions,which was furtherexplored their influence on the fingerprint development on 304 stainless steels.The experimental resultsshowed that the laten
5、t fingerprints on the surface of 304 stainless steel were still of high identification val鄄ue after heating at 100 益,400 益,500 益,600 益,700 益 for 30 min and 60 min,indicating that fin鄄gerprints on 304 metal surfaces could still obtain high鄄quality fingerprint traces after high temperaturetreatment.Th
6、is provided theoretical support for helping on鄄site investigators to develop latent fingerprintson 304 stainless steel surface in fire鄄related cases.Key words:fire scene temperature;304 stainless steel;latent fingerprint;optical methods收稿日期摇2023鄄01鄄18作者简介摇叶耀东(1997),男,河南驻马店人,在读硕士研究生。研究方向为涉火涉爆犯罪侦查技术。通
7、讯作者摇赵艳红(1981),女,硕士,副教授。E鄄mail:124620318 0摇 引言在纵火案件中,火场环境的平均温度一般为500 600 益,起火点则高达 1 000 益,纵火行为导致的火灾会破坏许多很有价值的痕迹物证。绝大多数现场勘验人员认为指纹痕迹物证很难从火灾现场和火灾残留客体上存留。国内外学者的研究发现,虽然在火灾中多数指纹痕迹物证会受到不同程度的破坏,但是仍会有指纹痕迹证据能在火灾中存留下来,传统的指纹显现方法对经受高温影响的指纹痕迹物7叶耀东等:火场温度对 304詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬不锈钢表面潜在指纹的
8、光学显现影响证的显现效果良莠不齐。William11938 年开展了一系列潜在指纹的显现实验,发现某些承痕客体表面的指纹痕迹能够承受 100 200 益的温度,这表明火场指纹遭受轻微火灾损害时,仍然存在并能够被显现提取。Shera2通过研究发现角鲨烯和氨基酸暴露在火场中时,容易分解,使指纹显现方法如茚三酮显现法失 效。Deans3通过多组大尺寸实验还原真实火场对指纹的影响,发现火场温度对火场指纹的存留情况影响比较大,火场温度达到 500 益温度时,大部分火场指纹被破坏消失,但是也有个别火场指纹在经过800 益高温后仍然存在,其中原因还有待分析。Dominick4等人指出,温度和暴露时间对玻璃和
9、陶瓷等无孔表面类型的承痕客体上的火场指纹有显著影响,火场指纹直接暴露在热和热空气流动条件下,不能在 350 益以上的温度下存留。Sarah5等人通过针对印刷品上的指纹在火场中存留情况的实验发现,在 450 益的火场温度下,火场当中的印刷品不复存在,印刷品表面的火场指纹痕迹随着印刷品一并烧毁,而在 300 益以下的印刷品及其表面的火场指纹仍然存在,并且可以通过处理后显现指纹。邓文丽6提出火场指纹的中介物质会受温度的影响,油脂指纹在加热到 500 益后,其表面发生焦化,其纹理清晰可见,而指纹中的氨基酸等物质由于升温导致结构发生变化,火灾后无法对其进行显现。何明骏7提出由于火场温度升高导致承痕客体温
10、度上升,进而对其表面上的火场指纹产生影响,渗透性客体只有在至少远离火源 1 m 的位置才能保存火场指纹,对非渗透性客体来说,就算经过高温环境后仍能形成高质量火场指纹。韩喜渊8通过模拟真实火场环境,对石英片表面的潜在指纹进行研究,发现在500 益以下的潜在指纹仍能通过光学和 502 胶显现法显现。金属作为火场中最容易存留的物证之一,因此对经受火场高温环境下的金属表面潜在指纹的显现研究具有重要意义。本文选用生活中常见到的金属材料(304 不锈钢)表面潜在指纹进行研究,通过模拟真实火场温度和加热时间,分析研究在不同火场温度和温度持续时间下 304 不锈钢金属表面的潜在指纹显现效果,采用光学显现法辅助
11、增强可视化效果,对其宏观结构和微观结构进行分析,系统总结出相关规律并分析理论,弥补火场指纹研究空白,为帮助现场勘验人员在提取 304 不锈钢表面的火场指纹提供理论支持,为案件侦查提供线索指明侦查方向。1摇 实验设计1郾 1摇 实验设备与材料1郾 1郾 1摇 实验设备(1)马弗炉(TSX-1200 西尼特北京科技有限公司):用于控制温度与温度持续时间(2)袖珍式多波段光源(LIT-10/10A 北京卡索众合科技有限公司):用于显现金属表面潜在指纹(3)智能手印拍照系统(DX-10 北京卡索众合科技有限公司):用于固定指纹显现结果(4)单反照相机(佳能 70D):用于记录金属及表面指纹的整体宏观变
12、化(5)物证翻拍台:辅助单反照相机进行拍照固定(6)电子天平(YP2001B 上海力辰科技公司):控制指纹按捺力度(7)化学预处理实验台(中国人民警察大学自制):用于实验准备及部分实验操作(8)体式显微镜(Leica SAPO 德国徕卡):用于拍摄金属表面潜在指纹的细节特征及表面结构(9)扫描电镜/能谱仪(TM3030Plus 日本日立):用于金属表面潜在指纹的无机成分分析(10)DHG-9140C 型全自动电脑干燥箱(杭州蓝天化验仪器厂):用于金属清洁后的干燥(11)恒温恒湿试验箱:用于实验样本的保存1郾 1郾 2摇 实验材料304 奥氏体不锈钢金属片 12 cm*3 cm*1 mm(GB/
13、T245112017 兴化市求新不锈钢中板有限公司)。1郾 2摇 实验样本制作首先将所有的金属样品在含有洗涤剂的温水中洗涤以去掉表面污染物,清洗干净后将金属样品放置于烘干箱内进行烘干处理。在按捺指纹前 30 min用肥皂水洗手,之后保持干燥不触碰任何物体,待30 min 后双手互相摩擦 1 min,使手上的汗液均匀分布。按捺时将金属样品放置于电子天平上,用右手食指在一个金属样品上按捺一个指纹,按捺力度为200 g,按捺时间为 3 s,按捺一个指纹之后将右手食指在鼻翼两侧搓揉,再次按捺,总共按捺 4 个指纹样本。1郾 3摇 实验内容将马弗炉升至 30 益,温度保持 5 min 后将按捺8叶耀东等
14、:火场温度对 304詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬不锈钢表面潜在指纹的光学显现影响指纹的金属样本放置于马弗炉内以每分钟 35 益升温至目标温度,之后加热相应的持续时间。加热完成后使其自冷却至 30 益。共 10 组加热温度,自100 1 000 益,每100 益为一个区间,加热时间为30min 和 60 min,5 组平行实验,每组实验 4 个按捺指纹样本,共 100 组实验,400 个指纹样本。1郾 4摇 指纹显现质量评价为了更好地评价指纹显现质量,本文选用 Ban鄄dey9提出的指纹显现质量得分的分级方法,该方法受到国际指纹研
15、究小组(IFRG)推荐,将质量分级细化,其中分值越高,指纹显现质量得分越好,详见表 1。将每组实验进行质量评分,对同个实验条件下的5 组平行实验中20 个指纹显现质量得分评价得分,平均处理后进行统计并绘制质量平均得分图。表 1摇 指纹显现质量分级系统分值描述内容0没有显现出指纹细节特征脊线1没有连续的指纹细节特征脊线2显现三分之一的指纹细节特征脊线3显现三分之二的指纹细节特征脊线4显现完整的指纹,所有细节特征完整、清晰、连贯1郾 5摇 指纹显现方法本文通过光学无损检验中的配光检验技术(定向反射法),探究不同温度和温度持续时间对指纹显现结果的影响。具体操作方法如下:将单反照相机镜头与塔型转接环连
16、接,后将其安装至 DX-10 主机上并拧紧转接环锁紧锁钉。开启相机与主机电源,选择定向反射,调整反射镜角度与曝光度至显现效果最佳。之后逐一对 304 不锈钢客体表面进行定向反射法显现和固定指纹痕迹。1郾 6摇 扫描电镜及能谱分析法通过 TM3030Plus 扫描电子显微镜对不同加热温度下的 304 不锈钢表面潜在指纹进行观察与分析,并结合其自带的能谱仪(X鄄ray energy dispersivespectroscopy,EDS)进行微区成分、相及元素分布的分析。具体操作步骤如下:(1)使用扫描电镜对铜铝合金进行观察并拍照记录,选择放大倍数分别为 30 伊。(2)将所得照片导入 Oxford
17、 X 射线能谱仪软件中,手动选取 C、Fe、O 三元素,扫描 60 s 后得出结果。(3)扫描结束后,将元素谱图和原子数量归一化百分比等相关数据导出到 Excel 中。2摇 温度对 304 不锈钢金属表面潜在指纹的光学显现影响2郾 1摇温度对 304 不锈钢金属表面潜在指纹的光学显现影响规律通过对实验样本表面潜在指纹进行光学显现后的指纹样本进行打分,并且计算和统计不同加热温度和加热时间下的 5 组平行实验的指纹显现质量平均得分,结果如图 1 所示。图 1摇 不同加热温度下加热 30 min 和 60 min 的 304 不锈钢表面潜在指纹显现质量平均得分摇从图 1 可以看出,在 100 400
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