线材材质对断线钳刃部特征反映性的量化研究

王 洋罗亚平戴 林

（1 中国人民公安大学 北京 100038；2 中国刑警学院 辽宁 沈阳 110035）

线材材质对断线钳刃部特征反映性的量化研究

王 洋1罗亚平1戴 林2

（1 中国人民公安大学 北京 100038；2 中国刑警学院 辽宁 沈阳 110035）

应用超景深三维显微系统，分别对断线钳剪切不同材质的样本进行观察和相关参数的测量，对断头坡面上的线痕进行了观察和质量评价；应用比对显微镜对不同材质同名断头上的线痕进行了拼接比对。实验研究发现，断线钳剪切不同材质的线材形成的断头，其坡面大小、侧面形状及相关的测量参数有些比较相近，有些则存在明显差异；同名坡面上线痕的数量、质量和总体流向趋势可能存在差异；如果此种类特征吻合，则应考虑可能为材质不同所引起的非本质性差异，应积极寻找流向趋势相同且具有较高质量线痕的部位，看能否进行同一认定。

线材材质 线形痕迹 断线钳 刃部特征 反映性 参数量化

目前，各类案件现场使用断线钳实施破坏的情况仍然比较多见。鉴定中对于制作样本材质的选择问题，预备实验应选择比现场承痕客体软的材料，目的是找出与现场痕迹特征相同或相似的部位；正式实验最好选择与现场痕迹承痕客体相同的材料，但如果现场线材的硬度高于钳具能够剪切的硬度，基于不能因选材不当而破坏工具表面特征的原则，应选用相对较软的代用材料。同样，对于能否利用系列案件现场不同材质线材上的钳剪痕迹进行串并案件的情况，也需要考察材质对钳具剪切部位特征的反映性问题。已有文献报道了对钢丝钳剪切不同材质的线材形成痕迹反映性问题的研究，并归纳出了很有借鉴价值的结论。但钢丝钳剪切线材的直径多在3mm以下，对于直径较大的线材多选用剪切能力更强的断线钳，因此研究不同材质的线材对断线钳刃部特征的反映性问题，特别是应用先进仪器实现对断头外观参数的量化，对于提高鉴定的科学性和可靠性很有裨益。

1 实验样本的制作

1.1 实验钳具与线材

实验选择世达牌14#、24#断线钳（图1），规定有商标的一侧为左侧（图2）。使用HR-150A洛氏硬度计（图3）分别对14#和24#断线钳的刃口硬度进行测量，其中14#断线钳为HRC52，24#断线钳为HRC59。两种规格的钳具最大剪切能力均为硬度不超过HRC35的中碳钢，其中14#断线钳能够剪切5mm以下的中碳钢，24#断线钳能够剪切8mm以下的中碳钢。

图1 不同规格的断线钳

图2 规定的断线钳左侧

图3 HR-150A洛氏硬度计

根据实验钳具的剪切能力，选择了直径为4mm的钢丝、铜丝、铁丝、铝丝，直径为6mm的钢丝、铜丝以及直径为6.22mm的三环牌38mm直开挂锁的锁梁作为剪切线材。

1.2 制作实验样本

将不同直径、不同材质的线材首先剪切成长度约3cm的待剪样本（锁梁除外），并在两端做上标记，以防止剪切过程中因出现断头突然崩断而无法区分样本断头的情况。用钳具后部最靠近钳轴处，按照材质硬度由低到高，即铝、铜、铁、钢的顺序依次垂直剪切待剪样本，用胶带固定并标注（图4）。

图4 制作的实验样本

2 样本观察与相关参数的测量

2.1 样本观察

实验使用的基恩士VHX-2000超景深三维显微系统配用超小型高性能变焦镜头VH-Z20R，可实现20至200倍最通用倍率下的“大景深”高清晰度观察。

将14#断线钳的剪切样本在50倍下进行观察，发现铜、铁、铝断头侧面形比较相近；立顶高度铜断头最高，铁、铝断头次之，钢断头最低（图5）。

图5 14#断线钳剪切不同材质线材形成样本断头的侧面形

将24#断线钳的剪切样本在50倍下进行观察，发现断头坡面的平整度、面积和形状有所差异（图6）；线材在剪切过程中均发生崩断，崩断的面积不同。钢和铁质样本断头侧面形相近，与铜质样本差异较大（图7）。

图6 24#断线钳剪切不同材质线材形成样本断头的坡面

图7 24#断线钳剪切不同材质线材形成样本断头侧面形

2.2 断头侧面形相关参数的测量方法

断头侧面形的参数主要包括坡面的长度、峰角的大小、立顶的高度和厚度、立顶的倾斜角度等。实验中将剪切样本在50倍的倍率下观察，发现断头的坡面可能由多个平面和弧面组成，此时坡面长度应为断头侧面所反映的直线和弧线长度之和（图8）。

图8 坡面长度的测量示例

教材中将断头峰角定义为“断头斜坡的内含角”，由于断头坡面可能由多个平面和弧面组成，因此这个概念有待商榷。笔者为了实现准确测量，提出“测量峰角”的概念，将其定义为“断头侧面所反映的两个主线段的夹角”。其中“主线段”指“断头侧面所反映出的直线和弧线中，最长的直线或最长的弧线所对应的弦”。由于断头坡面平整度的原因，同一断头的两个侧面可能会出现“测量峰角”不一致的情况。实验中断头的两个坡面目测均为一长一短，故统一将坡面左长右短放置后进行测量（图9）。

图9 断头峰角的测量示例

若立顶呈楔形，则无法准确对其高度和厚度进行测量；本实验中立顶的倾斜角度按照下图所示方法进行，即测量立顶与小坡面主线段的夹角（图10）。将14#、24#断线钳剪切不同材质线材形成的实验样本的相关参数进行比较，结果见表1。

图10 立顶倾斜角度测量示例

表1 不同材质剪切断头相关参数统计表

注：表中的数据均按照本文所介绍的测量方法得出；“-”为相关参数缺失或无法进行测量。

3 线痕的观察与比对

3.1 线痕的观察

分别使用超景深三维显微系统（100倍、200倍）和比对显微镜（40倍、60倍）对相同坡面上的线痕进行观察，如果断头坡面的平整度较好，应用比对显微镜观察效果更好（图11、图12）。

图11 应用超景深三维显微系统对线痕的观察

图12 应用比对显微镜对线痕的观察

如果坡面的凸凹起伏较大，受景深限制和打光强度的影响，比对显微镜无法清晰完整的反映所有线条；超景深三维显微系统通过去除光晕和深度合成功能则可实现对坡面上线痕全面、清晰的反映（图13）。

图13 超景深三维显微系统对线痕的观察

3.2 不同坡面上线痕质量的评价

对样本断头各个坡面上线痕的质量进行评价，是为后续的拼接比对奠定基础。实验应用超景深三维显微系统在100倍下对各坡面进行拍照，从可供对接线条的数量、连续性、粗大明显程度、整体流向趋势的一致性等方面综合对其评价。以某实验样本为例，可知左侧大坡面线条质量最好，右侧小坡面次之，左侧小坡面和右侧大坡面线痕质量较差（图14）。

图14 对四个坡面上线痕质量的评价

将14#、24#断线钳剪切不同材质线材形成实验样本对应坡面上线痕的质量进行评价，对相邻的立顶上是否有可供比对的线痕进行了观察和统计，结果见表2。

表2 不同材质剪切断头对应坡面及立顶上的线痕质量统计表

3.3 不同材质对应的同名坡面上线痕的变化

从表2可以看出14#断线钳剪切4.0mm的铜丝、钢丝、铁丝左断头的大坡面和右断头的小坡面线痕质量总体较高，应是检验鉴定优先选择的坡面，但由于材质的影响，线痕的总体流向趋势方面可能有较大的差异（图15）。

图15 不同材质同名坡面上线痕流向趋势的变化

3.4 线痕的拼接比对

为考察材质对刃部特征的反映性问题，使用比对显微镜对同名坡面上的线痕进行拼接比对。由于24#断线钳剪切形成的铁质样本四个坡面上线痕的质量均无法达到拼接比对的要求，故不具备同一认定的条件；但其次种类特征，即“批量生产工具上的加工特征”与钢和铜质样本吻合（图16、17），因此应结合其他特征尝试给出“形成痕迹的钳具是批量生产的钳具”的鉴定意见。钢丝和铜丝左断头的小坡面线痕质量均不错，可以进行同一认定（图18）。

图16 钢丝和铁丝的线痕拼接比对情况（60X）

图17 铁丝和铜丝的线痕拼接比对情况（20X）

图18 钢丝和铜丝的线痕拼接比对情况（60X）

图19 铁丝和铜丝的线痕拼接比对情况（60X）

图20 铜丝柱面上的伴生线痕

14#断线钳剪切形成的铁丝和铜丝具有同一认定的条件（图19），其他材质间无法进行同一认定。

由于断头坡面的线痕变化较大，应积极寻找其他可供检验鉴定的特征，如在断头柱面上由于压板边棱擦划而形成的伴生线痕（图20）。如果线痕质量较好，则可以进行同一认定。

4 结论

经实验研究发现，同一钳具的相同部位垂直剪切不同材质的棒材，形成断头的坡面大小、侧面形及相关的测量参数有些比较相近，有些则存在明显差异，因此检验时，如果断头形状及相关参数相近应继续进行深入检验；若有明显差异，也不应轻易给出否定意见。

不同材质同名断头坡面上线痕的数量、质量和总体流向趋势等可能存在差异，如果次种类特征吻合，则应考虑可能为材质不同所引起的非本质性差异，应积极寻找流向趋势相近且具有较高质量的线痕看能否进行同一认定；若四个坡面均没有质量较好的线痕，则可尝试给出“形成痕迹的钳具是批量生产的钳具”鉴定意见。

实验过程中发现，超景深三维显微系统在分别检验时观察断头的整体形貌及测量相关参数很有价值，在观察表面起伏较大的承痕客体表面的线痕优势也非常明显，其可作为比对显微镜的有益补充；但如果承痕客体表面起伏较小，传统的比对显微镜对线痕的反映仍优于超景深三维显微系统。

[1]张书杰.工具痕迹学[M].北京：中国人民公安大学出版社，2002.

[2]解云，张书杰，兰绍江，等.中国刑事科学技术大全（痕迹检验卷）[M].北京：中国人民公安大学出版社，2003.

[3]赵新民.工具痕迹检验技术[M].辽宁：辽宁大学出版社，1989.

[4]罗亚平.痕迹检验教程[M].北京：中国人民公安大学出版社，2004.

（责任编辑：孟凡骞）

D918.3

A

2014-1-6

王洋（1981-），男，辽宁丹东人，中国刑警学院痕迹检验技术系讲师，硕士，主要从事痕迹检验研究。