SEM/EDS和显微红外在微量油漆物证比对中的应用

摘 要：油漆碎片是交通肇事等案件中中最为常见的物证之一，通过对现场不同位置提取的油漆物证的比对检验，可以为案件的定性和侦破提供线索和方向，为案（事）件定罪量刑提供有说服力的法庭证据。利用漆膜断面切片结合红外显微镜进行观察，一举两得，将油漆分层和有机成分检测一次性解决。能谱仪具有操作简便、快速、元素定性准确的特点，在扫描电镜下可以对油漆中的元素成分进行同步测量，因此扫描电镜/能谱仪在油漆物证的无机填料检验中具有不可替代的作用。

关键词：SEM 显微红外 微量物证

中图分类号：D918.93 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0247-02

油漆碎片是交通肇事等案件中中最为常见的物证之一，通过对现场不同位置提取的油漆物证的比对检验，可以为案件的定性和侦破提供线索和方向，为案（事）件定罪量刑提供有说服力的法庭证据。市场上常用车漆的结构一般分为四层，漆层从油漆表面至金属载体依次分为罩光层、色漆层、中间涂层、底漆层。各层油漆又由主要成膜物质（油脂，树脂）、次要成膜物质（颜料，填料）、辅助成膜物质（助剂）和挥发物质（溶剂，稀释剂）组成[1]。

根据油漆的特点，我们一般从油漆分层，有机成分和无机填料这三个方面来进行检测。油漆漆膜层次厚度的观察，以前主要利用扫描电镜/能谱仪进行检测[2]。虽然扫描电镜具有放大倍数高、分辨率高、景深大等特点，；但由于各层油漆之间可能并无明显的形貌差异，要想对油漆的分层厚度和填料粒度用电镜观察，对制样要求比较高。一般要选择金相制样才能得到比较好的结果。而很多证据是微量的，尽可能的要求无损检测。所以本文选择的方法是用漆膜断面切片结合红外显微镜进行观察，一举两得，将油漆分层和有机成分检测一次性解决。能谱仪具有操作简便、快速、元素定性准确的特点，在扫描电镜下可以对油漆中的元素成分进行同步测量，因此扫描电镜/能谱仪在油漆物证的无机填料检验中具有不可替代的作用[3]。本文利用红外显微镜和扫描电镜/能谱仪，从膜厚，漆膜的有机组分，漆膜的无机填料三个方面对油漆样品进行分层分析，在油漆物证比对方面得出了较为理想的结果。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

仪器：S-4700冷场发射扫描电子显微镜（日本HITACHI公司）、能谱仪（美国EDAX公司），NicoletiN10傅里叶红外显微光谱仪（美国赛默飞公司），Finesse325切片机日本HITACHI真空镀膜机。

样品：现场提取的四份紫色珠光漆油漆板。编号为JC（检材）、YB1（样本1）、YB2（样本2）、YB3（样本3）。

1.2 实验方法

清理油漆表面，在体视显微镜下，用手术刀将漆面和基材小心剥离，用切片机进行切片，厚度为15μm。用盐片将切片固定于红外样品池中。调节样品台的高度，在150倍的放大条件下，能看到油漆明显分层。优化光谱信号，分析条件采用MCT/A检测器，扫描次数64次，扫描范围4000～650 cm-1，分辨率8 cm-1。每个油漆样品在每层漆膜取5～6个小范围测试，用重现次数大于3的谱图作为该层漆膜的特征谱图。对剥离掉漆膜的基材也做红外反射，确定没有漆膜残留。

做好显微红外检测的样品切片，取出固定在导电胶上，准备EDS的检测。实验条件：加速电压15 kV，工作距离12 mm。将固定在导电胶上的检材和样本切片放入真空镀膜仪镀金膜，厚度大致在10 nm左右。然后将样品放入扫描电镜样品仓中，逐层做X射线能谱分析，结果记录见表2。

2 结果与讨论

2.1 红外光谱分析

将制备好的检材和样本置于红外显微镜下，用白光对油漆的层数和分层颜色进行初步的观察，可以确定检材和对照样本均可分为四层。根据观察结果和联系市场上常用车漆的结构，我们将四层漆层从油漆表面至金属载体依次分为罩光层、色漆层、中间涂层、底漆层。根据比对检材和样本的照片，检材和样本1的各层漆膜厚度比较类似（图1）。

将制备好的检材和样本切片置于红外显微镜下，对每个样品的四层漆膜做红外透射分析，根据红外谱图结果，检材和样本油漆确由四层不同的物质组成（图2）。图3是检材和样本中间涂层的红外比对图，不管是在高波数区，还是在指纹区，检材和样本1的光谱都比较类似。将每个样品的四层漆层红外谱图分别继续做一一比对，结果还是证明检材和样本1比较类似。

2.2 能谱结果分析

相对较薄的罩光漆和色漆层在制样过程中容易变形，中间涂层因为较厚，变形程度较轻，将检材和样本切片的白光电子照片用仪器本身自带的测量软件进行中间涂层厚度的测量，结果见表1。考虑到切片时候的变形可能和软件的测量误差，样本1比起其他两个来，更接近检材。

能谱分析的结果更加证明了检材和样本1的类似。在能谱测得的元素中，检材的中间涂层中有比较特征的S元素，而S元素也出现在了样本1的中间涂层中。检材和样本各层漆膜EDS结果比对见表2。

3 结论

由于红外显微镜的扫描范围是4000～650 cm-1，比普通红外扫描范围4000～400 cm-1小，在红外光谱指纹区的分析方面有它的局限性，因此单用红外光谱对油漆物证进行定性分析，不足以下鉴定结论。结合扫描电镜光电子能谱仪进一步测定各层漆膜的无机元素的种类和含量，两种方法结论一致才能给出准确的鉴定结论[4]。

红外显微镜与扫描电镜光电子能谱仪这两种检测仪器比较常见，在分析时候不需要额外的试剂，对环境能做到零污染，对样品几乎做到了零损耗。对于样品来说，前处理简单，避免了繁琐的制样步骤。一次制样，就能满足全部测试。最明显的优点是分析时间短，准确度高，作为无损检验，可以满足保留物证用于法庭作证的特殊需要。这种红外能谱组合的分析方法在实际案例分析中应用效果令人满意。这种高效绿色环保的检测方法不仅适用于油漆分析，而且还可推广应用于其他多种微量物证的分析。

参考文献

[1]王继芬，张淑芳，张桂霞.微量物证在交通事故处理中的应用[J].广东公安科技，2008（4）：40-44.

[2]裴茂清，肖翔，郭海荣，等.SEM/EDS在多层油漆检验中的应用[J].广东公安科技，2010（1）：27-28.

[3]冷泠，权养科，孙振文，等.SEM检验漆膜厚度鉴别同种颜色的汽车油漆[J].刑事技术，2010（1）：16-19.

[4]李蕾，张保华.交通肇事案件中微量油漆物证的同性鉴定[J].武汉工程大学学报，2007，29（3）：18-20.

①作者简介：蒋芸（1979—），女，江苏苏州人，实验师，硕士学位，主要从事光谱分析工作。0512-65880382，E-mail：jiangyun@suda.edu.cn。

通讯作者：杨娅（1978—），女，江苏苏州，硕士，苏州大学司法鉴定所，主检法医师，从事毒物鉴定和法医教学。邮箱：yangya@suda.edu.cn。