扫描电子显微镜及X射线能谱仪在物证鉴定中的应用

雷　平

(贵州师范大学　贵阳550001)

摘　要　在司法物证鉴定中对金属分离物的同一性认定或金属分离物成分特殊的,可用X射线能谱仪快速判定;对金属分离物成分无特征的,可根据其金相组织来判定。

主题词　物证　分离物　同一性　金相　扫描电子显微镜　X射线能谱仪

1　引言

扫描电子显微镜及X射线能谱仪是现代各种材料微区分析的重要工具,被广泛应用于各学科的生产、科研中,但在司法物证鉴定方面,其应用才刚开始,特别是对分离物的同一性鉴定却少见报道。在司法物证鉴定实践中,对分离物的同一性鉴定,一般采用化学分析方法(如各种光谱、色谱仪),通过分析其成分组成来确定各分离物是否同一,这种方法可以确定大多数分离物。但用化学方法鉴定分离物的同一性也有其不足,一是慢,特别是对一些未知样品的分析;二是对一些成分相对比较简单而且又常见的分离物,即使能够分析出其准确的成分,也无法明确给出其准确的结论。实践中比较典型的例子如入室盗窃案中,被撬门窗的金属物同可疑作案工具上的金属残留物的同一性鉴定,由于普通金属材料的化学成分比较简单,一般都是钢(铁)材、铜材和铝材,它们被广泛地应用于各种生产和生活用品中,即使检验出的化学成分一致,也不能得出同一性的结论。根据多年来所做的大量鉴定实践,找到了一种鉴定金属分离物简便、快速、准确的方法,即先用X射线能谱仪对各金属分离物的成分作定性和定量分析,对成分不一致的分离物可直接给出结论;对成分组成一致且比较特殊的也可直接给出结论;对成分组成一致但比较简单常见的,再通过比较其显微组织是否一致来确定。

2　X射线能谱仪在物证鉴定中的应用

X射线能谱仪可快速地定性、定量分析固体样品中的无机成分,它对样品没有特别的要求,甚至可以无需制样并无损分析样品。

这是一例盗车案,送检的是被盗车辆的车锁和嫌疑人的钳子。车锁有明显的被盗痕迹,多处金属被划伤,钳子上有多颗金属残留物,要求鉴定钳子上的金属残留物是否来自车锁。

车锁金属表面有镀层,分别取车锁镀层和基体样品;钳子上的金属残留物比较小,用双面胶带全部取下,粘在样品台上用X射线能谱仪分析其成分。

经X射线能谱分析,车锁镀层和基体的成分示于图1和表1,车锁表面镀层为铬镍合金(图1a);基体为锌铝合金(图1b)。

图1　车锁表层(a)及基体(b)的X射线能谱

图2　钳子上的金属残留物正面(a)和反面(b)X射线能谱

钳子上的金属残留物中是否有车锁镀层或基体金属,经过仔细寻找,除了发现比较多的铁质金属残留物外,还发现两块比较大的锌铝合金残留物(图2b),与车锁基体成分一致。将样品取出,翻面放置,在其中一块比较厚的锌铝合金残留物的另一面(图2a)发现车锁表层金属铬镍合金,表2为钳子上金属残留物的X射线能谱分析结果。

由此可以下结论,钳子上的金属残留物中有两块锌铝合金残留物,均来自车锁。

3　扫描电子显微镜在物证鉴定中的应用

对成分一致但比较常见的金属分离物,特别是被广泛使用的各种铁(钢)、铜、铝制品,也很难作出是否同一的明确结论。

根据金属材料的组织结构及性能与其本身的化学成分及夹杂物等有关外,还受其热处理工艺的影响,即使金属材料的化学成分固定不变,但只要改变其生产工艺,它们的显微组织和性能也会随之发生改变,根据这一原理,可以利用扫描电镜比较它们的显微组织来判定其同一性。

案例:这是一典型的破门入室盗窃案,有两个犯罪嫌疑人,从两人住所中均搜出一件可疑作案工具,其上有金属残留物,因此将金属残留物与被撬窗户铁护栏作同一性鉴定。

分别对铁护栏和两可疑作案工具上的金属残留物取样,用X射线能谱仪进行成分分析,结果,铁护栏只含铁元素(图3a),两可疑作案工具上的金属残留物也为铁质金属残留物(图3b,c)。

图3　被盗房屋窗户铁护栏(a)、1号嫌疑工具金属残留物(b)及2号嫌疑工具金属残留物(c)的X射线能谱

由于两可疑作案工具的作案对象都为铁质材料,仅根据以上X射线能谱仪的分析结果,无法作出是否同一的结论,需要进一步比较它们的显微组织。

        (a)被盗房屋窗户铁护栏显微组织　1000×            (b)1号嫌疑工具金属残留物显微组织　1000×

(c)2号嫌疑工具金属残留物显微组织　1000×

图4　被盗房屋窗户铁护栏(a),1号嫌疑工具金属残留物(b)及2号嫌疑工具金属残留物(c)的显微组织

图4是各分离物的显微组织,从中可以明确地得出被盗房屋窗户铁护栏(图4a)与1号嫌疑工具金属残留物(图4b)为同一种材料的结论,排除了2号工具(图4c)为作案工具的可能性。该鉴定结论为案件的迅速侦破提供了可靠的依据。

4　结论

　　大量的物证鉴定实践证明,用扫描电子显微镜和X射线能谱仪可准确地鉴定金属分离物的同一性。X射线能谱仪对成分一致的特殊金属分离物或成分不同的金属分离物可简便、快速地直接给出鉴定结论;而对于成分一致的简单常见金属分离物可再通过扫描电镜比较其显微组织是否一致来准确判定。

金相分析理论对于司法物证中金属分离物的同一性认定是新的应用方法,它的简便、快速、准确性是其它方法不可比拟的。