նորություններ

Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ ձեր փորձը բարելավելու համար:Շարունակելով զննել այս կայքը՝ դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը:Լրացուցիչ տեղեկություններ.
Երբ հաղորդվում է ճանապարհատրանսպորտային պատահարի մասին, և տրանսպորտային միջոցներից մեկը հեռանում է դեպքի վայրից, դատաբժշկական լաբորատորիաներին հաճախ հանձնարարվում է գտնել ապացույցները:
Մնացորդային ապացույցները ներառում են կոտրված ապակի, կոտրված լուսարձակներ, հետևի լույսեր կամ բամպերներ, ինչպես նաև սայթաքման հետքեր և ներկի մնացորդներ:Երբ մեքենան բախվում է առարկայի կամ անձի, ներկը, ամենայն հավանականությամբ, կփոխանցվի բծերի կամ չիպերի տեսքով:
Ավտոմոբիլային ներկը սովորաբար տարբեր բաղադրիչների բարդ խառնուրդ է, որը կիրառվում է մի քանի շերտերում:Թեև այս բարդությունը բարդացնում է վերլուծությունը, այն նաև ապահովում է տրանսպորտային միջոցների նույնականացման համար պոտենցիալ կարևոր տեղեկատվության հարուստ պաշար:
Ռամանի մանրադիտակը և Ֆուրիեի փոխակերպման ինֆրակարմիր (FTIR) որոշ հիմնական մեթոդներից են, որոնք կարող են օգտագործվել նման խնդիրներ լուծելու և ծածկույթի ընդհանուր կառուցվածքում հատուկ շերտերի ոչ կործանարար վերլուծության համար:
Ներկերի չիպի վերլուծությունը սկսվում է սպեկտրային տվյալներից, որոնք կարող են ուղղակիորեն համեմատվել հսկիչ նմուշների հետ կամ օգտագործվել տվյալների բազայի հետ համատեղ՝ մեքենայի մակնիշը, մոդելը և տարեթիվը որոշելու համար:
Կանադայի թագավորական հեծյալ ոստիկանությունը (RCMP) պահպանում է այդպիսի տվյալների բազա՝ Paint Data Query (PDQ) տվյալների բազան:Մասնակից դատաբժշկական լաբորատորիաները կարող են հասանելի լինել ցանկացած պահի, որոնք կօգնեն պահպանել և ընդլայնել տվյալների բազան:
Այս հոդվածը կենտրոնանում է վերլուծության գործընթացի առաջին քայլի վրա՝ ներկերի չիպերից սպեկտրային տվյալների հավաքում FTIR և Raman մանրադիտակի միջոցով:
FTIR տվյալները հավաքվել են Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR մանրադիտակի միջոցով;Raman-ի ամբողջական տվյալները հավաքվել են Thermo Scientific™ DXR3xi Raman մանրադիտակի միջոցով:Մեքենայի վնասված մասերից վերցվել են ներկի կտորներ՝ մեկը՝ դռան վահանակից, մյուսը՝ բամպերից։
Խաչաձեւ հատվածների նմուշները կցելու ստանդարտ մեթոդը դրանք էպոքսիդով ձուլումն է, սակայն եթե խեժը թափանցում է նմուշը, ապա վերլուծության արդյունքները կարող են ազդել:Դա կանխելու համար ներկերի կտորները տեղադրվեցին պոլի(տետրաֆտորէթիլեն) (PTFE) երկու թերթերի միջև՝ խաչաձև հատվածով:
Նախքան վերլուծությունը, ներկի չիպի խաչմերուկը ձեռքով առանձնացվել է PTFE-ից և չիպը տեղադրվել է բարիումի ֆտորիդով (BaF2) պատուհանի վրա:FTIR քարտեզագրումն իրականացվել է փոխանցման ռեժիմում՝ օգտագործելով 10 x 10 µm2 բացվածք, 15x օպտիմիզացված օբյեկտ և կոնդենսատոր և 5 մկմ քայլ:
Նույն նմուշներն օգտագործվել են Ռամանի վերլուծության համար՝ հետևողականության համար, թեև բարակ BaF2 պատուհանի խաչմերուկը չի պահանջվում:Հարկ է նշել, որ BaF2-ն ունի Ռամանի գագաթնակետ՝ 242 սմ-1, որը որոշ սպեկտրներում կարող է դիտվել որպես թույլ գագաթ։Ազդանշանը չպետք է կապված լինի ներկի փաթիլների հետ:
Ձեռք բերեք Raman պատկերներ՝ օգտագործելով 2 մկմ և 3 մկմ պատկերի պիքսելների չափսերը:Սպեկտրային վերլուծությունը կատարվել է հիմնական բաղադրիչների գագաթների վրա, և նույնականացման գործընթացին նպաստել են այնպիսի մեթոդների օգտագործումը, ինչպիսիք են բազմաբաղադրիչ որոնումները՝ համեմատած առևտրային հասանելի գրադարանների հետ:
Բրինձ.1. Տիպիկ չորս շերտ ավտոմոբիլային ներկի նմուշի դիագրամ (ձախ):Մեքենայի դռնից վերցված ներկերի չիպսերի խաչաձեւ տեսախճանկար (աջ):Պատկերի վարկ. Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Թեև նմուշում ներկի փաթիլների շերտերի քանակը կարող է տարբեր լինել, նմուշները սովորաբար բաղկացած են մոտավորապես չորս շերտից (Նկար 1):Անմիջապես մետաղական հիմքի վրա կիրառվող շերտը էլեկտրոֆորետիկ այբբենարանի շերտ է (մոտ 17-25 մկմ հաստությամբ), որը ծառայում է մետաղը շրջակա միջավայրից պաշտպանելուն և որպես մոնտաժող մակերես ներկերի հետագա շերտերի համար:
Հաջորդ շերտը լրացուցիչ այբբենարան է, ծեփամածիկ (մոտ 30-35 մկմ հաստությամբ) ներկերի հաջորդ շարքի շերտերի համար հարթ մակերես ապահովելու համար:Այնուհետև գալիս է բազային շերտը կամ բազային շերտը (մոտ 10-20 մկմ հաստությամբ), որը բաղկացած է հիմնական ներկի պիգմենտից:Վերջին շերտը թափանցիկ պաշտպանիչ շերտ է (մոտ 30-50 մկմ հաստությամբ), որն ապահովում է նաև փայլուն ծածկույթ:
Ներկերի հետքի վերլուծության հիմնական խնդիրներից մեկն այն է, որ սկզբնական մեքենայի վրա ներկի ոչ բոլոր շերտերն անպայմանորեն առկա են որպես ներկի կտորներ և բծեր:Բացի այդ, տարբեր տարածաշրջանների նմուշները կարող են ունենալ տարբեր բաղադրություն:Օրինակ, բամպերի վրա ներկի չիպսերը կարող են բաղկացած լինել բամպերի նյութից և ներկից:
Ներկերի չիպի տեսանելի խաչաձեւ հատվածի պատկերը ներկայացված է Նկար 1-ում: Տեսանելի պատկերում տեսանելի են չորս շերտեր, որոնք փոխկապակցված են ինֆրակարմիր վերլուծության միջոցով հայտնաբերված չորս շերտերի հետ:
Ամբողջ խաչմերուկը քարտեզագրելուց հետո առանձին շերտեր բացահայտվեցին՝ օգտագործելով տարբեր գագաթնակետային տարածքների FTIR պատկերները:Չորս շերտերի ներկայացուցչական սպեկտրները և հարակից FTIR պատկերները ներկայացված են Նկ.2. Առաջին շերտը համապատասխանում էր թափանցիկ ակրիլային ծածկույթին, որը բաղկացած է պոլիուրեթանից, մելամինից (գագաթնակետը՝ 815 սմ-1) և ստիրոլից։
Երկրորդ շերտը, բազային (գունավոր) շերտը և թափանցիկ շերտը քիմիապես նման են և բաղկացած են ակրիլից, մելամինից և ստիրոլից։
Թեև դրանք նման են, և պիգմենտային հատուկ գագաթներ չեն հայտնաբերվել, սպեկտրները դեռևս տարբերություններ են ցույց տալիս, հիմնականում գագաթնակետային ինտենսիվության առումով:Շերտի 1-ին սպեկտրը ցույց է տալիս ավելի ուժեղ գագաթներ 1700 սմ-1 (պոլիուրեթանային), 1490 սմ-1, 1095 սմ-1 (CO) և 762 սմ-1:
2-րդ շերտի սպեկտրում գագաթնակետային ինտենսիվությունները աճում են 2959 սմ-1 (մեթիլ), 1303 սմ-1, 1241 սմ-1 (եթեր), 1077 սմ-1 (եթեր) և 731 սմ-1:Մակերեւութային շերտի սպեկտրը համապատասխանում էր իզոֆտալաթթվի վրա հիմնված ալկիդային խեժի գրադարանային սպեկտրին:
E-coat primer-ի վերջնական շերտը էպոքսիդային է և հնարավոր է պոլիուրեթանային:Ի վերջո, արդյունքները համահունչ էին մեքենաների ներկերի մեջ սովորաբար հայտնաբերված արդյունքներին:
Յուրաքանչյուր շերտի տարբեր բաղադրիչների վերլուծությունն իրականացվել է՝ օգտագործելով առևտրային հասանելի FTIR գրադարանները, այլ ոչ թե ավտոմեքենաների ներկերի տվյալների բազաները, այնպես որ, չնայած համընկնումները ներկայացուցչական են, դրանք կարող են բացարձակ չլինել:
Այս տեսակի վերլուծության համար նախատեսված տվյալների բազայի օգտագործումը կբարձրացնի նույնիսկ մեքենայի մակնիշի, մոդելի և տարվա տեսանելիությունը:
Նկար 2. Չորս բացահայտված շերտերի ներկայացուցչական FTIR սպեկտրները մեքենայի դռների ներկի հատվածում:Ինֆրակարմիր պատկերները ստեղծվում են գագաթնակետային շրջաններից, որոնք կապված են առանձին շերտերի հետ և դրվում են տեսանյութի պատկերի վրա:Կարմիր հատվածները ցույց են տալիս առանձին շերտերի գտնվելու վայրը:Օգտագործելով 10 x 10 μm2 բացվածք և 5 մկմ քայլի չափ, ինֆրակարմիր պատկերը ծածկում է 370 x 140 մկմ տարածք:Պատկերի վարկ. Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Նկ.3-ը ցույց է տալիս բամպերի ներկի չիպսերի խաչմերուկի վիդեո պատկեր, առնվազն երեք շերտ հստակ տեսանելի է:
Ինֆրակարմիր խաչմերուկի պատկերները հաստատում են երեք տարբեր շերտերի առկայությունը (նկ. 4):Արտաքին շերտը թափանցիկ շերտ է, ամենայն հավանականությամբ, պոլիուրեթանային և ակրիլային, որը համահունչ էր առևտրային դատաբժշկական գրադարանների թափանցիկ ծածկույթի սպեկտրների համեմատությամբ:
Թեև հիմքի (գունավոր) ծածկույթի սպեկտրը շատ նման է թափանցիկ ծածկույթին, այն դեռ բավականաչափ տարբերվում է արտաքին շերտից տարբերվելու համար:Պիկերի հարաբերական ինտենսիվության մեջ զգալի տարբերություններ կան։
Երրորդ շերտը կարող է լինել բամպերի նյութը, որը բաղկացած է պոլիպրոպիլենից և տալկից:Տալկը կարող է օգտագործվել որպես պոլիպրոպիլենի ամրապնդող լցոն՝ նյութի կառուցվածքային հատկությունները բարձրացնելու համար:
Երկու արտաքին ծածկույթները համահունչ էին ավտոմեքենաների ներկերի մեջ օգտագործվողներին, սակայն այբբենարանի վրա հատուկ պիգմենտային գագաթներ չեն հայտնաբերվել:
Բրինձ.3. Մեքենայի բամպերից վերցված ներկի չիպերի խաչաձեւ հատվածի տեսախճանկար:Պատկերի վարկ. Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Բրինձ.4. Երեք բացահայտված շերտերի ներկայացուցչական FTIR սպեկտրները բամպերի վրա ներկի չիպերի խաչմերուկում:Ինֆրակարմիր պատկերները ստեղծվում են գագաթնակետային շրջաններից, որոնք կապված են առանձին շերտերի հետ և դրվում են տեսանյութի պատկերի վրա:Կարմիր հատվածները ցույց են տալիս առանձին շերտերի գտնվելու վայրը:Օգտագործելով 10 x 10 μm2 բացվածք և 5 մկմ քայլի չափ, ինֆրակարմիր պատկերը ծածկում է 535 x 360 մկմ տարածք:Պատկերի վարկ. Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Raman պատկերազարդման մանրադիտակն օգտագործվում է մի շարք խաչմերուկներ վերլուծելու համար՝ նմուշի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար:Այնուամենայնիվ, Raman անալիզը բարդանում է նմուշի արտանետվող ֆլուորեսցենտով:Մի քանի տարբեր լազերային աղբյուրներ (455 նմ, 532 նմ և 785 նմ) փորձարկվել են ֆլյուորեսցենտային ինտենսիվության և Raman ազդանշանի ինտենսիվության հավասարակշռությունը գնահատելու համար:
Դռների վրա ներկերի չիպսերի վերլուծության համար լավագույն արդյունքները ձեռք են բերվում 455 նմ ալիքի երկարությամբ լազերի միջոցով;թեև ֆլուորեսցենտը դեռևս առկա է, դրա հակազդելու համար կարելի է օգտագործել հիմքի ուղղում:Այնուամենայնիվ, այս մոտեցումը հաջող չէր էպոքսիդային շերտերի վրա, քանի որ լյումինեսցենտը չափազանց սահմանափակ էր, և նյութը ենթակա էր լազերային վնասների:
Չնայած որոշ լազերներ ավելի լավն են, քան մյուսները, ոչ մի լազեր հարմար չէ էպոքսիդային վերլուծության համար:Raman խաչաձեւ հատվածային վերլուծություն ներկի չիպսերի վրա բամպերի վրա, օգտագործելով 532 նմ լազեր:Լյումինեսցենտային ներդրումը դեռ առկա է, բայց հեռացվել է ելակետային ուղղման միջոցով:
Բրինձ.5. Մեքենայի դռան չիպի նմուշի առաջին երեք շերտերի Ռամանի սպեկտրները (աջից):Չորրորդ շերտը (էպոքսիդ) կորել է նմուշի պատրաստման ժամանակ։Սպեկտրները շտկվել են ելակետային՝ ֆլյուորեսցենցիայի ազդեցությունը հեռացնելու համար և հավաքվել են 455 նմ լազերի միջոցով:Ցուցադրվել է 116 x 100 մկմ տարածք՝ օգտագործելով 2 մկմ պիքսելի չափը:Խաչաձեւ տեսախճանկար (վերին ձախ):Բազմաչափ Raman Curve Resolution (MCR) խաչաձեւ հատվածի պատկեր (ներքևի ձախ):Պատկերի վարկ. Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Մեքենայի դռների ներկի կտորի խաչմերուկի Raman վերլուծությունը ներկայացված է Նկար 5-ում;այս նմուշը ցույց չի տալիս էպոքսիդային շերտը, քանի որ այն կորել է պատրաստման ընթացքում:Այնուամենայնիվ, քանի որ էպոքսիդային շերտի Raman վերլուծությունը խնդրահարույց է պարզվել, դա խնդիր չի համարվել:
Ստիրոլի առկայությունը գերակշռում է 1-ին շերտի Ռամանի սպեկտրում, մինչդեռ կարբոնիլային գագաթնակետը շատ ավելի քիչ ինտենսիվ է, քան IR սպեկտրում:Համեմատած FTIR-ի հետ, Raman վերլուծությունը ցույց է տալիս զգալի տարբերություններ առաջին և երկրորդ շերտերի սպեկտրում:
Բազային շերտին ամենամոտ Raman համընկնումն է պերիլենը;Թեև ճշգրիտ համընկնում չէ, սակայն հայտնի է, որ պերիլենային ածանցյալները օգտագործվում են ավտոմոբիլային ներկերի պիգմենտներում, ուստի այն կարող է ներկայացնել գունավոր շերտի պիգմենտ:
Մակերեւութային սպեկտրները համապատասխանում էին իզոֆտալային ալկիդային խեժերին, սակայն նրանք նաև հայտնաբերեցին տիտանի երկօքսիդի (TiO2, ռուտիլ) առկայություն նմուշներում, որը երբեմն դժվար էր հայտնաբերել FTIR-ի միջոցով՝ կախված սպեկտրային կտրվածքից:
Բրինձ.6. Բամպերի վրա ներկի չիպերի նմուշի Raman սպեկտրը (աջ):Սպեկտրները շտկվել են ելակետային մակարդակում՝ ֆլյուորեսցենցիայի ազդեցությունը հեռացնելու համար և հավաքվել՝ օգտագործելով 532 նմ լազեր:Ցուցադրվել է 195 x 420 մկմ տարածք՝ օգտագործելով 3 մկմ պիքսել:Խաչաձեւ տեսախճանկար (վերին ձախ):Raman MCR մասնակի խաչմերուկի պատկեր (ներքևի ձախ):Պատկերի վարկ. Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Նկ.6-ը ցույց է տալիս բամպերի վրա ներկի չիպերի խաչմերուկի Ռաման ցրման արդյունքները:Հայտնաբերվել է լրացուցիչ շերտ (շերտ 3), որը նախկինում չի հայտնաբերվել FTIR-ի կողմից:
Արտաքին շերտին ամենամոտ է ստիրոլի, էթիլենի և բութադիենի համապոլիմերը, սակայն կա նաև լրացուցիչ անհայտ բաղադրիչի առկայության վկայություն, ինչի մասին վկայում է կարբոնիլային փոքր անբացատրելի գագաթը:
Հիմնական ծածկույթի սպեկտրը կարող է արտացոլել պիգմենտի բաղադրությունը, քանի որ սպեկտրը որոշ չափով համապատասխանում է որպես պիգմենտ օգտագործվող ֆտալոցիանի միացությանը:
Նախկինում անհայտ շերտը շատ բարակ է (5 մկմ) և մասամբ կազմված է ածխածնից և ռուտիլից:Շնորհիվ այս շերտի հաստության և այն փաստի, որ TiO2-ը և ածխածինը դժվար է հայտնաբերել FTIR-ով, զարմանալի չէ, որ դրանք չեն հայտնաբերվել IR վերլուծության միջոցով:
Ըստ FT-IR արդյունքների, չորրորդ շերտը (բամպերի նյութը) հայտնաբերվել է որպես պոլիպրոպիլեն, սակայն Raman վերլուծությունը ցույց է տվել նաև որոշ ածխածնի առկայություն:Թեև FITR-ում նկատված տալկի առկայությունը չի կարելի բացառել, ճշգրիտ նույնականացում չի կարելի անել, քանի որ Ռամանի համապատասխան գագաթը չափազանց փոքր է:
Ավտոմոբիլային ներկերը բաղադրիչների բարդ խառնուրդներ են, և թեև դա կարող է տրամադրել շատ նույնական տեղեկատվություն, այն նաև վերլուծությունը դարձնում է հիմնական մարտահրավեր:Ներկերի չիպերի հետքերը կարելի է արդյունավետորեն հայտնաբերել Nicolet RaptIR FTIR մանրադիտակի միջոցով:
FTIR-ը ոչ կործանարար վերլուծության տեխնիկա է, որը օգտակար տեղեկատվություն է տրամադրում ավտոմոբիլային ներկի տարբեր շերտերի և բաղադրիչների մասին:
Այս հոդվածը քննարկում է ներկերի շերտերի սպեկտրոսկոպիկ վերլուծությունը, սակայն արդյունքների ավելի մանրակրկիտ վերլուծությունը՝ կա՛մ կասկածելի մեքենաների հետ ուղղակի համեմատության, կա՛մ հատուկ սպեկտրային տվյալների բազաների միջոցով, կարող է ավելի ճշգրիտ տեղեկատվություն տրամադրել՝ ապացույցները աղբյուրին համապատասխանելու համար: