用户登录  |  用户注册
首 页毕业论文毕业设计下载定做交易过程截图支付宝在线支付
当前位置:完美毕业网毕业论文机械毕业设计论文

铜导线一次短路熔珠金相组织与温度时间关系的研究

论文代写发表联系:点击这里给我发消息QQ212181988
一键分享拿折扣:

 摘 要:本实验利用火灾痕迹综合实验台使裸导线发生短路,得到一次短路熔珠,利用高温一体化加热炉对短路熔珠进行不同温度、时间的加热。通过金相显微镜观察不同加热温度、持续时间时,铜导线发生短路得到的一次短路熔珠的金相组织的显微特征,与国家标准(《电气火灾原因技术鉴定方法》GB16840.1-1997)比对,分析比较不同受热条件对一次短路熔珠金相组织的影响。实验结果表明:温度及火灾持续时间对铜导线一次短路熔珠的金相组织有一定的影响,随着温度的升高,时间的增加,在温度达到800℃后,发生再结晶,细小的柱状晶逐渐长大,一次短路熔珠的细小晶粒变成粗大的柱状晶或胞状晶,与铜导线的火烧熔痕的金相组织特征有些相似。为了准确地反映火灾的真实情况,在鉴定过程中,应尽量参考现场勘查所获取的线索,避免仅以金相鉴定结果直接判定火灾原因。

关键词:铜导线;一次短路熔珠;金相组织;受热温度;受热时间


Copper wire of a short weld beads microstructure and heating temperature relationship

Abstract: In this study, traces of fire bench bare wire short circuit occurs, get a short weld beads, integrated high temperature furnace short-circuit fusible beads at different temperatures, the heating of the time. Microscopic characteristics of the microstructure was observed by optical microscope different heating temperature, duration, copper wire short circuit occurs when a short-circuit of weld beads, and national standards (electrical fire cause technical appraisal method GB16840.1-1997 ) comparison, analysis of different heating conditions of a short circuit weld beads microstructure. Experimental results show that: the temperature and fire duration of the microstructure of the copper conductors shorted at one weld bead has a certain influence, as the temperature increases, the increase of time, after the temperature reached 800 ° C, recrystallization occurs, the fine columnar crystal growing up, a short circuit weld beads fine grains become coarse columnar crystals or cellular dendrite, and the microstructure of the copper wire fire arcing characteristics are somewhat similar. In order to accurately reflect the real situation of the fire, in the assessment process, you should try to reference the site survey for clues avoid results of metallographic only identification directly determine the cause of the fire.

Keywords: copper wire; short circuit weld beads; microstructure; heating temperature; heating time

目 录

摘 要 I
Abstract II
目 录 III

1 前言 1
2 实验部分 4
2.1 实验设备与材料 4
2.1.1 仪器与器材: 4
2.1.2 试验材料: 4
2.2 样品制备 4
2.2.1 一次短路熔珠的制备 4
2.2.2 金相试样的制备 5
2.3 实验样品的观察、分析和记录 6
3 实验结果 7
3.1 一次短路熔珠金相组织随温度的变化 7
3.1.1不加热时一次短路熔珠金相组织 7
3.1.2 600℃时一次短路熔珠金相组织 7
3.1.3 700℃时一次短路熔珠金相组织 8
3.1.4 800℃时一次短路熔珠金相组织 8
3.1.5 900℃时一次短路熔珠金相组织 8
3.1.6 1000℃时一次短路熔珠金相组织 9
3.2一次短路熔珠金相组织随时间变化规律 9
3.2.1 5min时一次短路熔珠金相组织 9
3.2.2 10min时一次短路熔珠金相组织 10
3.2.3 15min时一次短路熔珠金相组织 10
3.2.4 20min时一次短路熔珠金相组织 11
3.2.5 25min时一次短路熔珠金相组织 11
4分析与讨论 13
4.1温度对一次短路熔珠金相组织的影响 13
4.2时间对一次短路熔珠金相组织的影响 14
4.3温度与时间对一次短路熔珠金相组织的影响比较 14
5 结论 16
参考文献 17
致 谢 19

1 前言

信息技术和分析仪器不断进步的大环境下,火场物证分析变为法庭科学的重要组成部分,是刑事技术中微量物证分析的重要分支,也是火灾调查工作的一个重要环节。火场物证分析是根据火灾的特点和规律,采用各种分析方法和技术手段,对火灾现场物证进行检测,并根据检测结果获得证明火灾信息证据的分析技术。其鉴定意见是认定火灾原因的重要证据之一,在法庭上具有证据作用。
近年来,随着高层建筑的大量兴建和城乡人民物质文化生活水平的不断提高,以技术密集和社会财富的高度集中为特征的现代化生产规模不断扩大,电器设备的应用已深入到社会的各个角落。由电器设备、电气线路故障或使用不当而引起的火灾次数越来越多,造成的人员伤亡和财产损失逐年呈上升趋势[1]。短路是电气设备最严重的一种故障状态,主要原因是导线绝缘破坏后,相线之间,相线与中性线或保护线(PE)之间电阻很小的情况下相碰产生短路[1]。整个电路电流会突然增大,在短路点或导线连接松动的接头处同时产生电弧或火花。电弧在极短时间内发出的热量,不但可使金属熔化,引燃本身的绝缘材料,还可将其附近的可燃材料、蒸汽和粉尘引燃造成火灾。
目前,电气线路故障有两个方面。一方面,电器设备或导线过载、线路老化使绝缘破损或某些电气工程违规安装、布线混乱等原因均能造成电气故障而引发火灾为一次短路。另一方面,电气设备在高温作用下,电气绝缘遭到破坏,造成带电线路发生短路而诱发电气火灾为二次短路[2]。对线路短路引发火灾而开展的鉴定较多,特别是对于复杂火场条件下线路熔痕的鉴定大多是凭借火灾调查人员的实践经验,对熔化痕迹采用宏观观察分析、金相分析、微观形貌分析、成分分析等方法进行分析鉴别[3],并且已经成为国家标准。国内外不少学者也对铜导线的短路熔珠进行了金相分析研究,得出了不少结论[4]。但是,目前随着科技水平的提高,新技术、新仪器的出现,使鉴定工作又开辟了新的局面。有更多的学者开始使用离子质谱仪 SIMS、X-射线散射分析仪等仪器对铜导线的短路熔痕进行研究,得出了一系列有价值的结论。如台湾CHEN等人利用离子质谱仪 SIMS 对一次短路熔痕和二次短路熔痕不同深度表面的碳、铜、氧、氯进行测定,得出了在不同深度表面上,一次短路熔痕和二次短路熔痕氯的含量有明显不同,并且认定以此可作为判定的依据[5]。2002年 Eui-Pyeong Lee,Hideo Ohtani 等人通过实验研究短路痕迹中碳化的残渣,分析一次短路和二次短路中碳的晶体结构,提出通过石墨化碳和不定型碳来区分一次和二次短路[6]。国外的有学者对使用金相鉴定来确定火灾原因提出了质疑,认为 39%的准确率不能准确用于火灾原因的鉴定,不能用少量的特定实验来证明所有火灾,其火灾中形成的短路熔痕很可能受外界的影响而发生改变[7]。
国内已经从宏观、剩磁、金相组织结构、成分分析等方面对铜导线熔痕进行了相应的分析和研究,并制定了《电气火灾原因技术鉴定方法》的国家标准(GB 16840.4—1997)[8]。新的国家标准中又从微观形貌方面对导线熔痕进行了研究。在国外(如日本等地),已经成功的将SIMS技术应用到火灾调查,尤其是由短路引起的火灾的研究中;美国金相检验分析技术,以微观结构为基础,根据火灾中导线熔痕的不同特征,确定熔痕是火灾加热所致,还是电流通过导体发生高热形成。
本文中选取2.5mm2铜导线作为实验样本,铜作为良好的导电材料,在工业中往往选择纯铜为导线或其他导电器件,因为纯铜中若含有杂质则其导电性能会大大降低。然而在铜器件制备过程中会或多或少的含有一部分氧,同时铜在受到热作用的时候,和氧结合的几率会大大提高,所以在火灾物证鉴定中所遇到的铜的熔痕都是铜和氧形成的合金,氧作为熔痕中的主要合金元素,其含量的多少对于熔痕的组织形态有着重要的影响[9]。
金相分析技术是依据同一种金属在经过不同的加热、保温、冷却等一系列热处理后形成的不同金相显微组织状态,鉴别出金属熔化性质的分析方法[10]。我国已将金相分析技术的科学理论、技术方法和仪器设备应用到电气火灾原因鉴定中,依据电熔化所造成的导线熔痕与由火焰热作用熔化所造成的导线熔痕金相组织不同的原理,按照其各自的特征来确定熔痕形成原因,通过运用金属结晶的基本规律来鉴定电气火灾现场起火点及其附近残留的导线融化痕迹,从金相组织特征确定熔痕的熔化性质,即由电的热作用形成还是由火灾热作用形成,为直接认定或排除电气火灾原因提供客观、科学的依据[11]。
利用金相法进行电气火灾原因技术鉴定时,主要是对导线熔痕的金相组织进行鉴定,GB16840《电气火灾原因技术鉴定方法》在对导线熔痕的鉴别中,做出了这样的鉴定标准:一次短路熔痕的金相组织呈细小的胞状晶或柱状晶;二次短路熔痕的金相组织被很多气孔分割,出现较多粗大的柱状晶或粗大晶界。一次短路熔珠金相磨面内部气孔小而较少,并较整齐;二次短路熔珠金相磨面内部气孔多而大,且不规整。一次短路熔珠与导线衔接处的过渡区界限明显;二次短路熔珠与导线衔接处的过渡区界限不太明显。火烧熔痕的金相组织呈现粗大的等轴晶,无空洞,个别熔珠磨面有极少缩孔(多股导线熔痕除外)[12]。传统的金相鉴定方法,都是在获得试样金相组织某个截面的形貌后,依靠个人经验通过分析金相组织微观形貌,从而对熔痕类型进行分类,鉴定工作者的主观因素对鉴定结果的影响较大,在一定程度上缺乏客观性[13]。遇有较复杂的情况下判定一次短路熔痕和二次短路熔痕时,需结合宏观法、成分分析法、综合分析法、模拟试验法和火灾现场实际情况等综合分析判定[14]。
本文通过模拟火灾现场热环境,利用金相显微镜观察不同受热条件下一次短路熔珠的金相显微特征,从而考查受热温度及时间对一次短路熔珠金相组织的影响[15]。通过对不同受热条件下形成的一次短路熔珠的金相组织的分析,找出了一次短路熔珠受热条件不同时的金相组织变化规律,从而为火灾物证鉴定工作提供参考。

Tags:

作者:佚名
Copyright © 2007-2013 完美毕业网. All Rights Reserved .
页面执行时间:500.00000 毫秒
Powered by:完美毕业网 http://www.biye114.com