SEM/EDS和顯微紅外在微量油漆物證比對中的應用

摘 要：油漆碎片是交通肇事等案件中中最為常見的物證之一，通過對現場不同位置提取的油漆物證的比對檢驗，可以為案件的定性和偵破提供線索和方向，為案（事）件定罪量刑提供有說服力的法庭證據。利用漆膜斷面切片結合紅外顯微鏡進行觀察，一舉兩得，將油漆分層和有機成分檢測一次性解決。能譜儀具有操作簡便、快速、元素定性準確的特點，在掃描電鏡下可以對油漆中的元素成分進行同步測量，因此掃描電鏡/能譜儀在油漆物證的無機填料檢驗中具有不可替代的作用。

關鍵詞：SEM 顯微紅外 微量物證

中圖分類號：D918.93 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0247-02

油漆碎片是交通肇事等案件中中最為常見的物證之一，通過對現場不同位置提取的油漆物證的比對檢驗，可以為案件的定性和偵破提供線索和方向，為案（事）件定罪量刑提供有說服力的法庭證據。市場上常用車漆的結構一般分為四層，漆層從油漆表面至金屬載體依次分為罩光層、色漆層、中間涂層、底漆層。各層油漆又由主要成膜物質（油脂，樹脂）、次要成膜物質（顏料，填料）、輔助成膜物質（助劑）和揮發物質（溶劑，稀釋劑）組成[1]。

根據油漆的特點，我們一般從油漆分層，有機成分和無機填料這三個方面來進行檢測。油漆漆膜層次厚度的觀察，以前主要利用掃描電鏡/能譜儀進行檢測[2]。雖然掃描電鏡具有放大倍數高、分辨率高、景深大等特點，；但由于各層油漆之間可能并無明顯的形貌差異，要想對油漆的分層厚度和填料粒度用電鏡觀察，對制樣要求比較高。一般要選擇金相制樣才能得到比較好的結果。而很多證據是微量的，盡可能的要求無損檢測。所以本文選擇的方法是用漆膜斷面切片結合紅外顯微鏡進行觀察，一舉兩得，將油漆分層和有機成分檢測一次性解決。能譜儀具有操作簡便、快速、元素定性準確的特點，在掃描電鏡下可以對油漆中的元素成分進行同步測量，因此掃描電鏡/能譜儀在油漆物證的無機填料檢驗中具有不可替代的作用[3]。本文利用紅外顯微鏡和掃描電鏡/能譜儀，從膜厚，漆膜的有機組分，漆膜的無機填料三個方面對油漆樣品進行分層分析，在油漆物證比對方面得出了較為理想的結果。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

儀器：S-4700冷場發射掃描電子顯微鏡（日本HITACHI公司）、能譜儀（美國EDAX公司），NicoletiN10傅里葉紅外顯微光譜儀（美國賽默飛公司），Finesse325切片機日本HITACHI真空鍍膜機。

樣品：現場提取的四份紫色珠光漆油漆板。編號為JC（檢材）、YB1（樣本1）、YB2（樣本2）、YB3（樣本3）。

1.2 實驗方法

清理油漆表面，在體視顯微鏡下，用手術刀將漆面和基材小心剝離，用切片機進行切片，厚度為15μm。用鹽片將切片固定于紅外樣品池中。調節樣品臺的高度，在150倍的放大條件下，能看到油漆明顯分層。優化光譜信號，分析條件采用MCT/A檢測器，掃描次數64次，掃描范圍4000～650 cm-1，分辨率8 cm-1。每個油漆樣品在每層漆膜取5～6個小范圍測試，用重現次數大于3的譜圖作為該層漆膜的特征譜圖。對剝離掉漆膜的基材也做紅外反射，確定沒有漆膜殘留。

做好顯微紅外檢測的樣品切片，取出固定在導電膠上，準備EDS的檢測。實驗條件：加速電壓15 kV，工作距離12 mm。將固定在導電膠上的檢材和樣本切片放入真空鍍膜儀鍍金膜，厚度大致在10 nm左右。然后將樣品放入掃描電鏡樣品倉中，逐層做X射線能譜分析，結果記錄見表2。

2 結果與討論

2.1 紅外光譜分析

將制備好的檢材和樣本置于紅外顯微鏡下，用白光對油漆的層數和分層顏色進行初步的觀察，可以確定檢材和對照樣本均可分為四層。根據觀察結果和聯系市場上常用車漆的結構，我們將四層漆層從油漆表面至金屬載體依次分為罩光層、色漆層、中間涂層、底漆層。根據比對檢材和樣本的照片，檢材和樣本1的各層漆膜厚度比較類似（圖1）。

將制備好的檢材和樣本切片置于紅外顯微鏡下，對每個樣品的四層漆膜做紅外透射分析，根據紅外譜圖結果，檢材和樣本油漆確由四層不同的物質組成（圖2）。圖3是檢材和樣本中間涂層的紅外比對圖，不管是在高波數區，還是在指紋區，檢材和樣本1的光譜都比較類似。將每個樣品的四層漆層紅外譜圖分別繼續做一一比對，結果還是證明檢材和樣本1比較類似。

2.2 能譜結果分析

相對較薄的罩光漆和色漆層在制樣過程中容易變形，中間涂層因為較厚，變形程度較輕，將檢材和樣本切片的白光電子照片用儀器本身自帶的測量軟件進行中間涂層厚度的測量，結果見表1。考慮到切片時候的變形可能和軟件的測量誤差，樣本1比起其他兩個來，更接近檢材。

能譜分析的結果更加證明了檢材和樣本1的類似。在能譜測得的元素中，檢材的中間涂層中有比較特征的S元素，而S元素也出現在了樣本1的中間涂層中。檢材和樣本各層漆膜EDS結果比對見表2。

3 結論

由于紅外顯微鏡的掃描范圍是4000～650 cm-1，比普通紅外掃描范圍4000～400 cm-1小，在紅外光譜指紋區的分析方面有它的局限性，因此單用紅外光譜對油漆物證進行定性分析，不足以下鑒定結論。結合掃描電鏡光電子能譜儀進一步測定各層漆膜的無機元素的種類和含量，兩種方法結論一致才能給出準確的鑒定結論[4]。

紅外顯微鏡與掃描電鏡光電子能譜儀這兩種檢測儀器比較常見，在分析時候不需要額外的試劑，對環境能做到零污染，對樣品幾乎做到了零損耗。對于樣品來說，前處理簡單，避免了繁瑣的制樣步驟。一次制樣，就能滿足全部測試。最明顯的優點是分析時間短，準確度高，作為無損檢驗，可以滿足保留物證用于法庭作證的特殊需要。這種紅外能譜組合的分析方法在實際案例分析中應用效果令人滿意。這種高效綠色環保的檢測方法不僅適用于油漆分析，而且還可推廣應用于其他多種微量物證的分析。

參考文獻

[1]王繼芬，張淑芳，張桂霞.微量物證在交通事故處理中的應用[J].廣東公安科技，2008（4）：40-44.

[2]裴茂清，肖翔，郭海榮，等.SEM/EDS在多層油漆檢驗中的應用[J].廣東公安科技，2010（1）：27-28.

[3]冷泠，權養科，孫振文，等.SEM檢驗漆膜厚度鑒別同種顏色的汽車油漆[J].刑事技術，2010（1）：16-19.

[4]李蕾，張保華.交通肇事案件中微量油漆物證的同性鑒定[J].武漢工程大學學報，2007，29（3）：18-20.

①作者簡介：蔣蕓（1979—），女，江蘇蘇州人，實驗師，碩士學位，主要從事光譜分析工作。0512-65880382，E-mail：jiangyun@suda.edu.cn。

通訊作者：楊婭（1978—），女，江蘇蘇州，碩士，蘇州大學司法鑒定所，主檢法醫師，從事毒物鑒定和法醫教學。郵箱：yangya@suda.edu.cn。