王凌云，姜 紅

(中國(guó)人民公安大學(xué) 刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100038)

0 前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)數(shù)量迅猛增加，交通事故也逐漸增多。車(chē)燈燈罩位于汽車(chē)前部，面積較大，易受撞擊而破碎，在交通肇事現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)概率較高。通過(guò)對(duì)交通逃逸案件現(xiàn)場(chǎng)提取到的微量車(chē)燈燈罩碎片殘?jiān)?，可以推斷?chē)輛的品牌及系列，為偵破案件指明方向，加快案件偵破速度。

目前，汽車(chē)車(chē)燈燈罩的材料主要分為三大類(lèi)：聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[1]。PC是一種強(qiáng)韌的熱塑性樹(shù)脂，以雙酚A和氧氯化碳(COCl2)為原料合成。PC是一種良好的車(chē)燈燈罩材料，其硬度高，能承受大強(qiáng)度的撞擊，適用于生產(chǎn)各種類(lèi)型車(chē)輛的零部件[2]。PS結(jié)構(gòu)特殊，側(cè)基有體積較大的苯環(huán)無(wú)規(guī)則排列，提高了PS的透明度和剛度，是良好的絕緣材料，可以制作各種外殼、燈罩。PMMA光學(xué)性能優(yōu)良，比一般的玻璃材料透光率高，且質(zhì)量輕、耐腐蝕、耐老化、耐高溫、絕緣性良好，在汽車(chē)車(chē)燈燈罩的制造上應(yīng)用廣泛。

目前，對(duì)車(chē)燈燈罩的檢驗(yàn)方法，主要有紅外光譜法[2]、拉曼光譜法[3]等。這些方法都旨在研究車(chē)燈燈罩的有機(jī)材料，并未對(duì)車(chē)燈燈罩內(nèi)的填料成分進(jìn)行研究。筆者采用X射線(xiàn)熒光光譜法(XRF)對(duì)收集到的轎車(chē)車(chē)燈燈罩樣品的元素成分進(jìn)行檢驗(yàn)，從而達(dá)到區(qū)分目的。XRF應(yīng)用廣泛，如測(cè)定土壤中的重金屬含量[4]，測(cè)定污水中的重金屬含量[5]，檢驗(yàn)橡膠鞋底、黑色塑料袋和塑料飲料瓶[6-8]等，X射線(xiàn)熒光光譜儀不僅可以準(zhǔn)確地篩選大量樣品，不需要繁瑣的預(yù)處理，無(wú)論被測(cè)樣品是固體、液體還是粉末，都可以直接測(cè)量，而且檢驗(yàn)時(shí)間短，可以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)獲得元素信息，便于及時(shí)決策[9]。

1 實(shí)驗(yàn)儀器及樣品

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)條件

X-MET7000手持式X射線(xiàn)熒光光譜儀,英國(guó)牛津公司生產(chǎn)。Rh陽(yáng)極靶,電壓40 kV,電流60 mA。

1.2 實(shí)驗(yàn)樣品

轎車(chē)車(chē)燈燈罩樣品30個(gè)(樣品表略)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 最佳測(cè)試時(shí)間的優(yōu)選

隨機(jī)選取1號(hào)樣品(寶馬X7車(chē)燈燈罩)，用X射線(xiàn)熒光光譜儀進(jìn)行最佳測(cè)試時(shí)間的優(yōu)選，測(cè)定時(shí)間依次為30 s、60 s、90 s、120 s。

2.2 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)

隨機(jī)選取30號(hào)樣品(豐田皇冠轎車(chē)車(chē)燈燈罩)，在上述實(shí)驗(yàn)條件下，用X射線(xiàn)熒光光譜儀進(jìn)行8次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，每次測(cè)定時(shí)間為優(yōu)選出的最佳時(shí)間。

2.3 XRF檢驗(yàn)

取車(chē)燈燈罩樣本尺寸約為15 mm×15 mm，沖洗表面塵土后用酒精棉擦拭干凈，放置于儀器特殊的置物板上，將手持式X射線(xiàn)熒光光譜儀的檢驗(yàn)口置于樣品上進(jìn)行檢驗(yàn)，每個(gè)樣本需測(cè)定3次，取其平均值防止實(shí)驗(yàn)誤差。

3 結(jié)果與討論

3.1 優(yōu)選最佳時(shí)間

在上述實(shí)驗(yàn)條件下，取1號(hào)樣品，依次調(diào)整X射線(xiàn)熒光光譜儀的測(cè)試時(shí)間為30 s、60 s、90 s、120 s，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 轎車(chē)車(chē)燈燈罩不同檢驗(yàn)時(shí)間的XRF結(jié)果

由表1可以看出：如果測(cè)試時(shí)間較短，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較不穩(wěn)定，部分元素含量未達(dá)到峰值；而當(dāng)測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，因?yàn)槿狱c(diǎn)增多，數(shù)據(jù)大量累加，部分元素含量出現(xiàn)波動(dòng)。所以在實(shí)驗(yàn)中既需要等待長(zhǎng)時(shí)間的取樣，也要確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，有利于提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。綜合各項(xiàng)因素，優(yōu)選出的最佳時(shí)間為60 s。

3.2 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)

在上述實(shí)驗(yàn)條件下，取30號(hào)樣品重復(fù)測(cè)定8次(見(jiàn)表2)。根據(jù)測(cè)定結(jié)果分別計(jì)算不同元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(見(jiàn)表3)。由表2、表3可以看出:同一元素含量的8次測(cè)定結(jié)果間差距很小，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于10%。采用該方法對(duì)轎車(chē)車(chē)燈燈罩樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，選取樣品均勻,誤差較小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

表2 轎車(chē)車(chē)燈燈罩重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)的XRF結(jié)果

表3 重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差計(jì)算

3.3 XRF檢驗(yàn)

通過(guò)分析XRF測(cè)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)30個(gè)轎車(chē)車(chē)燈燈罩樣品所含常量元素最多有5種，最少有2種(見(jiàn)表4)。

表4 轎車(chē)車(chē)燈燈罩的XRF結(jié)果

根據(jù)所含元素種類(lèi)和含量的不同，先將30個(gè)轎車(chē)車(chē)燈燈罩樣品進(jìn)行分組,再根據(jù)同組樣品中元素含量的相對(duì)比值的不同，進(jìn)行比較區(qū)分。

首先，以樣品中是否含有Cl元素將30個(gè)樣品分成兩大組。其次，根據(jù)樣品中是否含有Ca元素，再將其分為四組。最后，根據(jù)Fe和Sn兩種元素的含量多少，將樣品分為八組，分組結(jié)果見(jiàn)圖1(其中“+”表示含有該元素，“-”代表不含該元素；方框中數(shù)字代表樣品編號(hào))。

圖1 轎車(chē)車(chē)燈燈罩的分組結(jié)果

不同的生產(chǎn)廠家根據(jù)不同系列轎車(chē)的生產(chǎn)要求，在車(chē)燈燈罩加工過(guò)程中會(huì)添加不同的填料。汽車(chē)燈具的常用填料主要有著色劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑等。車(chē)燈燈罩樣品中Ca元素主要來(lái)源于碳酸鈣，碳酸鈣可以提高其硬度、剛性和耐熱性。Cl元素可能來(lái)源于光氣法合成的車(chē)燈燈罩材料PC，也可能來(lái)源于燈罩填料中的鹵系阻燃劑。Fe、Sn元素主要來(lái)源于鐵鹽和有機(jī)錫等穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑對(duì)提高車(chē)燈燈罩的穩(wěn)定性、耐降解性有很大作用。9號(hào)樣品較為特殊，含有Cd元素。Cd元素來(lái)源于一種穩(wěn)定性能好、價(jià)格便宜、有效的鎘鹽熱穩(wěn)定劑。

對(duì)同一組中的樣品，可以根據(jù)元素含量的比值的不同做進(jìn)一步的區(qū)分。以既含Cl又含Ca,且w(Fe)>w(Sn)的這一組為例，包括1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、30號(hào)四個(gè)樣品(結(jié)果見(jiàn)表5)。

表5 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值

由表5可以看出：1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、30號(hào)樣品中，w(Sn)/w(Ca)及w(Fe)/w(Ca)區(qū)別都較大，可以將其區(qū)分開(kāi)來(lái)。其他各組的樣品也可以依據(jù)此方法進(jìn)行區(qū)分。既不含Cl又不含Ca,且w(Fe)>w(Sn)的這一組由于樣品數(shù)量較多，僅通過(guò)XRF檢驗(yàn)可能并不能完全區(qū)分，還需要結(jié)合其他方法，進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用XRF分析樣品中所含元素的種類(lèi)及含量，能夠?qū)⒉煌放?、同一品牌不同系列的轎車(chē)車(chē)燈燈罩區(qū)分開(kāi)來(lái)。不同品牌、不同系列的轎車(chē)車(chē)燈燈罩所含元素可能相同，但元素配比不一定相同,可以通過(guò)各元素含量的比值進(jìn)行區(qū)分。在交通逃逸案件現(xiàn)場(chǎng)提取到可疑車(chē)燈燈罩碎片后，通過(guò)檢驗(yàn)分析,可以推斷車(chē)輛品牌及系列，為偵破案件提供線(xiàn)索。