법의학 재료 공학
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법의학 공학의 한 분야인 법의학 재료 공학은 범죄나 사고 현장에서 나온 물질적 증거에 초점을 맞추고, 왜 사고가 일어났는지 설명할 수 있는 재료의 결함이나 범죄자를 식별하기 위한 특정 재료의 출처를 찾는다.금속, 유리, 세라믹, 폴리머 또는 복합 재료의 특성에 따라 정확한 세트가 결정되는 등 재료 식별에 사용되는 많은 분석 방법이 조사에 사용될 수 있습니다.중요한 측면은 노출된 표면의 스키드 마크와 같은 흔적 분석이며, 이 경우 이종 재료 간의 접촉은 다른 재료의 흔적을 다른 재료에 남긴다.흔적을 성공적으로 분석할 수 있다면, 사고나 범죄가 종종 재구성될 수 있습니다.또 다른 목적은 프랙토그래피 기법을 사용하여 파손된 부품의 원인을 파악하는 것입니다.
금속 및 합금
금속 표면은 분광학 및 주사 전자 현미경 검사 시 사용되는 EDX를 포함하여 여러 가지 방법으로 분석할 수 있습니다.금속의 성질과 구성은 일반적으로 벌크를 분할 및 연마하고, 식각 용액을 사용하여 합금 성분 간 단면에서 대조를 이룬 후 광학 현미경을 사용하여 평면 단면을 조사함으로써 확인할 수 있습니다.이러한 용액(종종 산)은 표면을 우선적으로 공격하기 때문에 한 조성물의 특징이나 함유물을 분리하여 광택이 나지만 처리되지 않은 표면보다 훨씬 명확하게 볼 수 있습니다.메탈로그래피는 금속의 미세구조를 조사하기 위한 일반적인 기술이지만 세라믹, 유리 및 폴리머에도 적용할 수 있습니다.SEM은 종종 파괴 표면을 조사하여 고장 모드를 결정하는 데 매우 중요합니다.예를 들어 과부하 파괴와 피로를 구별하기 위해 균열의 원점과 성장 방식을 확인할 수 있다.그러나 피로골절은 연성이 없고 균열성장이 빠른 영역과 균열성장이 느린 영역이 있어 과부하 파괴와 구별하기 쉬운 경우가 많다.예를 들어 크랭크축 피로는 엔진 부품의 일반적인 고장 모드입니다.이 예에서는 두 개의 구역, 즉 바닥의 느린 균열과 상단의 빠른 균열을 보여 줍니다.
세라믹스 및 안경
세라믹 도예나 유리 윈드스크린과 같은 경질 제품은 금속, 특히 저진공 상태에서 이루어지는 ESEM과 동일한 SEM 방법을 사용하여 연구할 수 있습니다.파단 표면은 특히 귀중한 정보원인데, 그 이유는 해처와 같은 표면 특징이 균열의 발생원 또는 발생원을 찾을 수 있기 때문이다.표면 특징의 분석은 프랙토그래피를 사용하여 이루어진다.
그런 다음 원점의 위치를 제품에 가해질 수 있는 하중과 일치시켜 사고가 어떻게 발생했는지를 보여줄 수 있습니다.탄환 구멍 검사는 종종 이동 방향과 충격 에너지를 나타낼 수 있으며, 병과 같은 일반적인 유리 제품을 분석하여 범죄 또는 사고로 고의 또는 우발적으로 깨졌는지 여부를 나타낼 수 있습니다.이물질 등의 결함은 임계균열 근방 또는 원점에서 발생하는 경우가 많으며 ESEM으로 쉽게 식별할 수 있다.
폴리머 및 복합재료
열가소성 플라스틱, 열경화성 물질 및 복합 재료는 FTIR 및 UV 분광법과 NMR 및 ESEM을 사용하여 분석할 수 있습니다.고장난 샘플은 적절한 용매에 용해하여 직접 검사하거나(UV, IR 및 NMR 분광법), 용매에서 주조된 박막으로 사용하거나 고체 제품의 미세 절단을 사용하여 절단할 수 있습니다.슬라이스 방법은 용매 흡수에 의한 합병증이 없고 시료의 건전성이 부분적으로 유지되므로 바람직하다.프랙토그래피를 사용하여 골절 제품을 검사할 수 있습니다.프랙토그래피는 매크로포토그래피와 광학현미경을 사용하여 모든 골절 부품에 특히 유용한 방법입니다.폴리머는 보통 금속과 세라믹에 대해 상당히 다른 특성을 가지고 있지만 제품이 잘못 설계되거나 제조될 경우 기계적 과부하, 피로 및 응력 부식 균열에 의해 고장 나기 쉽습니다.많은 플라스틱은 특히 사출 성형에 결함이 있는 경우 음용수 공급에 낮은 수준으로 존재하는 염소 같은 활성 화학 물질에 의해 공격을 받기 쉽습니다.
ESEM은 조사 대상 샘플의 표시된 부분에서 요소 분석을 제공하는 데 특히 유용합니다.그것은 효과적으로 미세 분석의 기술이며 미량 증거의 조사에 가치가 있다.한편, 색연출은 없고, 이러한 요소가 서로 결합하는 방법에 대한 정보는 제공되지 않습니다.시료는 진공에 노출되므로 휘발성 물질이 제거될 수 있으며 시료를 마운트에 부착하는 데 사용되는 물질에 의해 표면이 오염될 수 있습니다.
엘라스토머
고무제품은 기계의 안전에 중요한 부품인 경우가 많기 때문에 고장 시 사고나 기능 상실의 원인이 되는 경우가 많습니다.시료가 가황되거나 가교된 경우에는 더 어렵지만, 불합격 제품은 많은 일반 폴리머 방법으로 검사할 수 있습니다.감쇠된 전반사율 적외선 분광법은 제품이 일반적으로 유연하기 때문에 분석에 사용되는 셀렌 결정에 압착될 수 있기 때문에 유용하다.간단한 팽창 테스트를 통해 제품에 사용되는 특정 엘라스토머를 식별할 수도 있습니다.대부분의 경우 가장 좋은 기술은 현미경의 X선 원소 분석 설비를 사용하는 ESEM입니다.이 방법은 원소 분석만 제공하지만 검사 중인 엘라스토머의 정체성에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.따라서 상당한 양의 염소가 존재할 경우 폴리클로로프렌을 나타내며 질소가 존재할 경우 니트릴 고무를 나타냅니다.이 방법은 균열된 표면에 존재하는 대량의 산소에 의해 오존 균열을 확인하는 데도 유용합니다.오존은 천연고무, 니트릴고무, 폴리부타디엔과 같은 민감한 엘라스토머와 관련 공중합체를 공격합니다.이러한 엘라스토머는 오존 분해 중에 공격받는 그룹인 주쇄에 이중 결합을 가지고 있다.
이 문제는 O-링 및 다이어프램 씰과 같이 노출된 엘라스토머 표면 근처에 소량의 오존 가스가 존재할 때 발생합니다.제품은 장력이 있어야 하지만 매우 낮은 균주만 열화를 일으키기에 충분합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- 루이스, 피터 리스, 레이놀즈, K, Gagg, C, 포렌식 머티리얼 엔지니어링: 케이스 스터디, CRC 프레스(2004)
- Lewis, Peter Rhys 법의학 폴리머 엔지니어링:고분자 제품의 서비스 실패 이유, 제2판, Woodhead/Elsevier(2016).
