第十一章  玻璃、泥土、金属物证

 

教学重点与难点:玻璃、金属、泥土的类别、结构特征,玻璃、金属、泥土类微量物证的采取方法,玻璃、金属、泥土类微量物证的分析方法。 

第一节玻璃物证 

玻璃在人们的日常生活中应用极为广泛。因此,在许多刑事案件现场,如入室盗窃、抢劫、爆炸等案件现场经常会发现破碎的玻璃,在交通事故中汽车玻璃的破碎更是屡见不鲜。提取并检验破碎的玻璃,可以为案件侦破提供方向或线索,为现场分析、确定嫌疑人或有关物品与案件现场的联系提供证据。玻璃物证检验的任务:一是分析玻璃损坏的原因,损坏的作用方向;若有洞孔,分析洞孔是否为弹孔;如果是弹孔,需进一步分析射击方向、射击角度及射击顺序。二是认定现场发现的几块玻璃片是否原属同一整体。现场玻璃片与从嫌疑人处获得的玻璃片是否来自同一块玻璃,即解决玻璃分离体的同一认定问题。三是确定现场收集到的玻璃碎片与从嫌疑人处或从有关场所收集的玻璃碎渣、粉末是否为同种玻璃,即解决玻璃的种属认定问题。

一、玻璃的种类及成分

(一)玻璃的组成

玻璃是由无机氧化物原料经高温下熔化后在一定条件下快速冷却而制成的非晶态物质。其内部结构是无序的,类似于液体,所以也被称为固态氧化物溶液或超冷液体。由于玻璃是非晶体,没有固定的熔点,只是在一定的温度下开始软化,它属于一种独特的物态形式——玻璃态。生产玻璃的主要原料是石英砂,化学成分为二氧化硅(SiO2)。玻璃是一个复杂多成分的物质客体,主要成分是二氧化硅和一些金属氧化物及盐。很多天然原料和化工原料都可以作为玻璃的原料,因此许多物质都能形成玻璃。

玻璃主要由成形剂、中间体和修饰剂三部分组成。成形剂自身就可以形成玻璃,最常见的成形剂是二氧化硅。硅的四面体原子组成无规则的网状结构,修饰剂分布在网格的空隙之间。修饰剂的主要作用是调节玻璃的软化点、加工温度、颜色及增强玻璃的耐酸耐碱的能力等。常用的修饰剂是碱性氧化物,如氧化钠氧化钙等。还有一些金属氧化物被称为中间体,因为它们兼有成形剂和修饰剂的功能。

(二)玻璃的分类

由于原料、制造方法和用途的不同,玻璃的种类很多。从用途上可简单分为平板玻璃和容器玻璃,平板玻璃主要指窗户玻璃。容器玻璃涉及的范围很广,案件中常见的主要有玻璃瓶、玻璃杯及其他日用玻璃器皿。由于特殊用途需要,有的玻璃制品需经化学或物理方法处理,如汽车、飞机上的安全玻璃。有的玻璃的配料中就加入特种元素,例如为了防止辐射对人体的损害,电视机荧光屏使用加了重元素铅或钡制成的防辐射玻璃。因此玻璃还可分为普通玻璃和特种玻璃。不同玻璃的化学、物理性质有很大不同。同种玻璃如果使用不同产地的原料或不同的生产工艺,性能上也会有差异。玻璃检验正是根据这些差异来确定其种类和可能的来源。

案件现场提取的玻璃多是已经打碎的小片,甚至是肉眼不可见的微粒,无法从外形上确定其种类。微量物证分析中,常根据其化学成分进行分类,主要分为钠-硅-钙玻璃、硼-硅玻璃、铝-硅玻璃、铅玻璃、光敏玻璃等六类。

(三)常见玻璃的化学成分及特征

1.钠-硅-钙玻璃。钠-硅-钙玻璃是最常见、使用最广泛的一种普通玻璃,日常生活中的各种玻璃器皿、灯具、镜子及建筑用的门窗玻璃等,绝大多数都是这种玻璃。有的钠-硅-钙玻璃中还加入了K2O,以降低软化点而便于加工,有的加入了Al2O3、CaO、MgO,以增加其化学稳定性。

钠-硅-钙玻璃是无色透明的,但如果使用的原料中含有铁和碳素等杂质,制成的玻璃并不透明,往往带有颜色。提纯原料的成本较高,如果加入某种成分将杂质产生的颜色中和掉更为经济。因此,常见的钠-硅-钙玻璃中实际上还含有脱色剂的成分。常用的脱色剂有NaNO3、KNO3、Na2SO4、BaSO4等。相反,有的玻璃制品希望带有某种颜色,在钠-硅-钙玻璃中加入某些金属氧化物就可以得到有色玻璃。如加入钴的氧化物产生蓝色,加入铜或者硒的胶状粒子产生粉红色,加入铁的化合物产生绿色,绿色的深浅由铁原子的化合价决定。

2.硼-硅玻璃。硼-硅玻璃玻璃的主要成分是SiO2和B2O3。其特点之一是热膨胀系数小,因此具有良好的热性能;其次是耐酸,化学稳定性好;第三是对可见光的折射率较低。硼-硅玻璃通常用于工业和实验室的仪器、管道等,汽车灯具通常也用这种玻璃制造。

3.铝-硅玻璃。这种玻璃中Al2O3的含量较高,其特点是耐高温、耐碱,常用于工业和实验室设备。在铝-硅玻璃中再加入硼,可制成耐酸、耐碱、耐高温的优质玻璃。

4.铅玻璃。这种玻璃中含有较多PbO,有的甚至高达80%。铅玻璃的软化点很低(约500℃),手工制作时工作范围(温度)长,容易切割,而其折射率又较高,因此,常用于制作酒具、装饰灯具、首饰及工艺品。铅玻璃对某些波长的射线(如X射线)有较强的吸收作用, 故在医疗和劳动保护及一些电器产品中使用较多。

5.硅玻璃。硅玻璃是由纯度很高的石英砂制成的,因而也称为石英玻璃。硅玻璃具有极优良热学、光学性质。耐高温,热膨胀系数小,透光的频率范围很宽,尤其对紫外线的透过率很高。硅玻璃化学和电稳定性也很好。硅玻璃成本高,多用于工业生产和实验室中,也用于半导体和光学元件及特种灯具。

6.光敏玻璃。光敏玻璃俗称变色玻璃,是在玻璃中加入了卤化银的胶状粒子。虽然案件中提取到变色玻璃的情况不多,但这种玻璃特征突出,因而其证据作用强。

7.汽车玻璃。玻璃物证大量出现在交通事故中,涉及交通事故的主要是汽车玻璃。汽车玻璃一般指风挡玻璃,但物证检验中还涉及到车门、车窗玻璃、前后车灯玻璃、后视反射镜、转向灯等。转向灯和尾灯的外罩一般都是用有机玻璃或塑料做的。

   常用的汽车风挡玻璃有两类:普通玻璃和安全玻璃。普通风挡玻璃是由钠-硅-钙平板玻璃经弯曲加工而制成,而安全玻璃在弯曲加工后还要进行钢化处理。早期生产的汽车多使用普通风挡玻璃,现在普通风挡已逐渐被安全玻璃所取代。

   目前,我国制造的安全玻璃主要有区域钢化玻璃、钢化玻璃和夹层玻璃。安全玻璃由国家汽车安全玻璃认证委员会批准生产,我国已可生产上千个型号的安全玻璃。

   钢化玻璃又称淬火玻璃,是将普通玻璃加热到接近软化温度后再快速冷却而成。这个过程类似于钢铁制品的淬火。钢化处理后玻璃的强度要增加3~5倍,具有很好的抗冲击、抗弯曲及耐急热急冷的性能。由于钢化处理在玻璃表面产生了预加的压应力,内部产生了张应力,所以在受冲击破碎前先出现网状裂纹,破碎后的碎块是圆钝的,没有尖锐的棱角,不易划伤人,故称为安全玻璃。玻璃钢化后表面的压应力使其强度增加,这点类似于自行车使用辐条产生的张应力(拉力)来增加强度。

   夹层玻璃是用透明的塑料层(衬片)将2~8层平板玻璃(原片)通过加热加压而粘合在一起制成的。衬片材料通常是赛璐璐塑料和聚乙烯醇缩丁醛树脂两种,而原片可以是普通平板玻璃或钢化玻璃。夹层玻璃具有极高的强度,受外力冲击时只产生辐射状或同心状的裂纹,由于中间夹层的粘合作用,破裂后碎片并不掉下来。石块一般不能穿透它,枪弹穿透时,弹孔比普通玻璃上的弹孔小。用钢化玻璃和聚碳酸脂制成的多层夹层玻璃可以防止子弹穿过,这就是车用防弹玻璃。高挡轿车的前风挡多使用钢化夹层玻璃。中国汽车工业总公司和公安部联合规定,从1992年1月起生产的小轿车前风挡必须装配国家认证的夹层玻璃,轻型客车和货车要装配夹层或区域钢化玻璃。

   汽车照明灯具的玻璃与普通玻璃一般不相同,采用的是硼玻璃。这种玻璃的最大特点是折射率低,在1.4~1.5之间,而普通的钠-硅-钙玻璃的折射率在1.5以上。后视镜为普通退火玻璃,有的表面经过抛光处理,后视镜的背面镀有金属膜。汽车尾灯、转向灯多为有机玻璃或塑料,根据需要的颜色,在制造时给塑料中加了着色剂。

有的机动车辆上还使用了用玻璃纤维制成的蓬布或装饰布,这些玻璃纤维一般是用钠-硅-钙玻璃拉制而成。

二、玻璃物证的采取与作用

(一)玻璃物证的采取

案件现场一旦有玻璃制品被打碎,其碎片的数量就会较多,现场勘查中比较容易发现和采取。但是,发生转移的玻璃微粒不但体积小,数量也不多,例如附着在罪犯的头发、衣服、鞋袜、手套上并被带离现场的玻璃微粒往往非常少,而且容易发生再次转移而从衣物上丢失。提取罪犯衣物上的玻璃微粒难度较大,一般来说,应在实验室进行。因此,玻璃物证的提取可分为现场发现采取和实验室采取。

  1.案件现场玻璃物证采取。如果案件现场有玻璃门窗或玻璃制品(常见的如酒瓶、水杯、鱼缸、镜子等)被打碎,现场勘查时必须采取玻璃物证。对于较大的玻璃碎片可直接提取,对附着在其他物体上的玻璃颗粒,最好是将该物体整体提取并整体送检。

  2.玻璃物证的实验室采取。附着在罪犯身上、衣服及鞋袜上的玻璃颗粒往往极小,肉眼难以发现,而且容易发生转移或丢失,提取工作应在实验室进行。常用的方法有真空吸取、超声波振荡提取和刷子提取。

(1)吸取法。吸取器是微量物证专用取样工具,它由毛刷、吸管、过滤网以及电动机和风叶等部件组成。它通过真空吸取及网膜过滤来收集微小玻璃颗粒。

(2)超声波振荡法。超声波振荡法是将衣服、手套、鞋袜等小件物品放入液体介质中振荡后,再过滤或将液体挥干,从而收集玻璃微粒和其他附着物。

(3)刷子提取。刷子提取微量玻璃通常采用一个锥形装置,将衣物悬挂在锥形容器的上方,用刷子在衣物表面向下刷,或者轻轻拍打,玻璃微粒或其他附着物将被收集到锥形容器下方的样品瓶内。

(4)胶带粘取。对及其微小的玻璃颗粒可以用胶带粘取。有的案件由于侦察工作的需要,可能不但要提取玻璃颗粒,还要了解其在现场或某种物体上的分布,尤其是通过玻璃颗粒的分布对现场进行重建时,需要获得各种玻璃颗粒的分布情况,胶带粘取可保持空间信息。

3.采取玻璃物证应注意的问题。现场勘查中准确有效地提取玻璃物证或与相关检材,是实验室进一步提取和检验鉴定的基础。现场勘查人员应了解玻璃物证的有关知识,接受取样技术培训,严格按照要求进行取样操作,同时还应注意以下几个方面的问题。

(1)对散落在现场的玻璃碎片要尽可能全部收集。

(2)对打碎的玻璃制品如玻璃板、容器、车灯、后视镜、尾灯等部件应整体采取送检。对仍保留在窗户上或汽车上的风挡残片取下来送检时,应首先对每一片玻璃所在的位置进行记录,对正反面进行标记。提取时不要造成新的破损。

(3)注意提取嫌疑人及有关人员鞋底上镶嵌的玻璃碎片。

(4)应注意提取嫌疑人在发案期间穿过的衣服、戴过的手套、帽子等物品,每件用一个干净的塑料袋包装,避免使用旧报纸、旧信封或其他纸张包装。提取、包装过程中要尽量减少抖动。提取衣服上附着的玻璃微粒需要有专用的工具和设备,没有这种工具时,应及时送检,避免多次翻动,以造成颗粒丢失。

(5)有些车辆(机动车和非机动车)的车牌表面不但涂有荧光材料,而且添加了不同规格的玻璃微珠,道路标志线上也开始使用玻璃微珠。交通肇事逃逸案件中应注意提取这方面的检材。

(6)提取玻璃样品忌用金属镊子、钳子直接夹取,可用塑料镊子夹取,也可戴上橡胶手套提取。

(二)玻璃物证的作用

玻璃具有透明、美观、制造成本低等许多优点,但玻璃脆性高、弹性差,在外力作用下容易破碎,打碎的玻璃不但散落在现场地面,还会附着在有关物体或人员的身上,并发生转移。对这些玻璃进行收集并与有关样品进行比对检验,可为案件调查提供以下几个方面的帮助:

  1.断面吻合—玻璃制品的整体分离认定。对现场玻璃和嫌疑玻璃进行比对,如果断面能够吻合,则可以认定二者有同一来源,即由玻璃断面的机械吻合作同一认定。这是因为,玻璃硬而脆,在软化温度内不易变形,打碎的玻璃碎片能拼接回原来的形状。玻璃是非晶体,不可能有两块玻璃以完全相同的方式破碎,即玻璃断面吻合具有唯一性。在实际案件中,满足机械吻合条件的不多,这是因为玻璃破碎严重时,碎片多而小,难以拼接复原;有的案件中破碎虽不严重,但若不能全部收集,机械吻合检验也有困难。即使如此,玻璃检验首先考虑这一点,并在现场勘查开始就应给予重视。

2.确定嫌疑人与案件现场的联系。在入室盗窃、抢劫和交通事故中,打碎的玻璃不但在现场留下碎块,还会产生大量的玻璃碎屑和微粒,这些微粒可小到毫克级甚至微克级,这些颗粒体积小而数量多,被称为“玻璃雨”。玻璃微粒可附着在罪犯的衣服、手套、鞋袜及头发上且不易脱落。在实验室内用专用设备提取这些微粒,同现场被打碎的玻璃进行比对检验,可为判断嫌疑人是否到过现场提供重要依据。在交通事故中,有的司机在肇事逃跑后更换车灯,更换风挡玻璃,甚至修车、喷漆来掩盖肇事的痕迹,但往往易意识不到这些肉眼难以发现的玻璃微粒。交通肇事逃逸案不但要查出肇事车辆,有时还要确定肇事人。实际上如能确定嫌疑司机与事故现场的联系,则比查找车辆更为直接,更为重要。

   3.判断肇事车辆的种类、型号,为追查交通肇事逃逸车辆提供线索。交通事故中相撞物体之间必有物质的相互转移,肇事车辆逃跑时,有可能从现场带走物质,也会在现场留下物质。最容易转移的物质是油漆,其次是玻璃。油漆转移的量一般较小,而玻璃一旦有破碎,转移的量较大。通过检验现场提取的玻璃,可判断肇事逃逸车辆可能的种类和型号,缩小侦查范围或者提供线索,原因是不同种类的车辆使用的玻璃部件不完全相同。大型运输卡车和小汽车使用的风挡玻璃、前大灯、后灯、转向灯、后视镜等一般来说是不同的。不同档次车使用的玻璃会有很大差别,高级小轿车一般不会安装低档或廉价的普通风挡玻璃,而低档的轿车也不会使用成本很高的夹层安全玻璃。对于同种类同档次的车,不同厂家不同型号使用的玻璃也不相同,甚至同一厂家同一型号的汽车生产时间不同,使用的玻璃也不相同。我国生产汽车玻璃的厂家数以百计,近几年来,玻璃生产发展较快,引进了不少先进的生产线,但不少小型工厂仍使用旧工艺生产老式的汽车玻璃。不同厂家、不同工艺、使用不同产地的原料生产的玻璃的理化性能会有许多差异,经过多种手段综合检验,可发现这些差异,由此判断汽车可能的型号。使用现代化大型分析仪器,可对微克数量级的细小玻璃屑进行鉴定。对于何种汽车安装何种玻璃,使用何种灯具,我国汽车工业部门有详细的资料可以利用。

4.重建和分析肇事现场。玻璃破碎的程度及在现场的散落情况对重建和分析肇事现场有帮助。例如,对交通肇事逃逸案,打碎的后视镜、车灯或窗玻璃散落的地点与被撞物体之间的相对距离、角度等可对现场的力学和运动分析提供重要帮助,一般不需要实验室检验,仅现场勘查即可完成。但是,当一辆的车前灯与风挡两种玻璃部件都破碎时,或者两辆以上的车各有玻璃碎片落下时,区分这些玻璃就需要经过实验室进一步鉴定了。

三、玻璃物证分析

(一)初步检验

对于较大块且保留有原始表面的玻璃,首先要进行颜色、厚度、外观形态的检验。主要使用的是显微镜及一些几何测量工具。外观检验还包括对玻璃表面的裂纹、划痕、水纹及制造痕迹的检验。有时外观检验即可对玻璃的种类进行直接认定,例如,钢化玻璃、非钢化玻璃、夹层玻璃破碎后的形态差异很大,无论从整体还是碎片上都可判断出玻璃的种类。

对于从嫌疑人的衣物或地面上提取的发亮、透明的微粒并非都是玻璃,首先要判断它们是塑料、盐类、砂粒等,还是玻璃。玻璃是非晶体,根据偏振光干涉原理,可使用普通偏光显微镜将绝大部分杂质同玻璃区分开。

一个案件中涉及多种玻璃破碎时,例如既有车灯破碎,又有风挡破碎,甚至现场还有非汽车玻璃的碎片,检验前需要将这些混在一起的玻璃碎片分开。对于较大块的区分起来比较容易,对于很小的碎片,在确定其是来自于风挡玻璃,还是车灯玻璃或是其他水杯、瓶子等玻璃器皿时就比较困难,利用干射显微镜可对微小玻璃碎片的表面曲率进行非常精确的测定,从而确定原来的玻璃是平面的,还是弯曲的,并由此将风挡、车灯和其他容器玻璃的碎片区分开。

(二)物理特性检验

1.受力情况。当玻璃破裂时,一些主要的裂纹类似车轮的辐条。裂纹从击点向外四射,如同车轮的辐条与车圈相连。这些辐条似的裂纹称为放射线,而原点是在遇到打击的方向或受力的表面上。当原破碎力连续时,在相反的方向能产生另一个作用力,引起玻璃二次或者同心破裂,围绕击点形成一系列弧或圈。

破碎的玻璃边缘有一些曲线,称为应力线。应力线几乎与玻璃的一面平行,与另一面垂直。应力线表明产生在玻璃上的应力增加,直至破裂,并总是与首先破裂的一面垂直。在放射纹中,应力线垂直于遇到撞击的相反面。确定了放射纹和同心圆裂纹后,可根据边缘的应力线确定引起玻璃破裂的力的方向。玻璃受热破裂不能产生典型的裂纹和应力线。当应力线平滑或没有应力线,没有贯穿或明显的撞击痕迹时,可判断为是由于过热引起的破裂。

2.密度。玻璃的密度一般在2~3g/cm3之间。不同种类玻璃的密度也不同,化学成分的微小变化都能引起玻璃密度的变化。玻璃碎片的密度是重要的物理参数之一。

配有精密电子天平的密度测定仪可对微小玻璃颗粒(mg)的绝对密度进行测定,简易的密度计可对较大玻璃颗粒的相对密度进行测定。

当只要求对两个或数个玻璃样品的密度进行比较而并不需要知道它们的绝对密度时,可用沉浮法。该方法是将一般玻璃颗粒放入配制好的重液中(常用CHBr3和C6H5Br,改变二者的比例可配制不同比重的溶液),使其不下沉也不上浮,即该样品与重液有相同的密度。再将比对的玻璃颗粒放入该重液中,如不能在任意高度停留而且上浮,则说明比对玻璃的密度较小;如果下沉,则说明比对玻璃的密度较大。

3.折射率。玻璃制品被人们广泛应用的重要原因之一是它的光学性质,而折射率是描述玻璃光学特性的重要参数。物质的折射率是指光在真空中的传播速度与光在该物质中的传播速度之比,。光学玻璃及有些特种玻璃的折射率在3以上,在刑事案件中提取的玻璃碎片多数为钠—硅—钙玻璃,其折射率一般在1.46~1.56之间。在检验玻璃的折射率时,用某一波长的折射率来表征玻璃的折射率,通常以钠原子的D线为标准波长来测定玻璃的折射率,测定结果表示为ηD或η589.3

(1)贝克线法。用不同的已知折射率的系列浸渍液,将待测玻璃碎屑浸在该液体中,在显微镜下观察贝克线。如果玻璃的折射率(η玻璃)与液体的折射率(η液体)不同,玻璃颗粒上方会出现与该颗粒轮廓相似的亮环,这个亮环称为贝克线。贝克线移动的方向与玻璃的折射率有关,当η玻璃液体时,贝克线消失;当η玻璃液体时,贝克线向玻璃颗粒中心移动,玻璃轮廓变小;当η玻璃液体时,贝克线向液体中移动,玻璃颗粒的轮廓变大。

    (2)相差显微镜法。相差显微镜法是让通过试样中较低折射率的介质包含高折射率的颗粒,会产生一组衍射光和非衍射光分别通过物镜孔径的不同部位,衍射光的位相与非衍射光的位相相比滞后,滞后的程度与介质同颗粒的折射率的差及样品的厚度有关。

4.透光率。入射光和透射光的强度分别为10、1时,则透光率,玻璃碎片可用分光光度计测量从可见光到紫外光范围的不同波长的透光率,比对其异同。

5.热分析法。将待测玻璃样品与比对玻璃样本同时加热,再测量二者的吸热和放热情况。退火、钢化等处理过程都影响玻璃的热学性质,即使化学成分完全相同的玻璃,如果生产工艺和热处理方法不同,其热性能亦会有所不同,以此为依据就可以进行区分。

(三)玻璃物证元素成分分析

用于玻璃元素分析的方法有很多,常用的仪器分析方法是原子发射光谱(AES)、原子发射光谱(AAS)、X射线能谱(EDS)、X射线荧光(XRF)、中子活化分析(NA)、(ICP)等方法。发射光谱法的灵敏度较高,测出的元素可达16个以上,其缺点是精密度较差,样品量较小时难以进行定量分析,若采用等离子发射光谱法可克服这些缺点,但样品需进行消化处理,过程复杂,而且仪器昂贵。原子发射光谱法的优点是灵敏度高,而且对玻璃中的元素定量分析准确度也很高,缺点是分析速度慢。X射线荧光探测灵敏度比X射线能谱高,用样比发射光谱少,会破坏检材,是介于X射线能谱和发射光谱之间的一种方法。中子活化法对玻璃进行分析元素,灵敏度和准确度都很高,而且是无损检验,这一点尤其适合物证检验的要求。中子活化法的缺点是成本高,可利用的设备不多。配有X射线能谱仪的扫描电镜是检验玻璃的常用仪器,能对极微小的样品进行放大,放大倍数可达十万倍以上,而且扫描电镜-X射线能谱仪的独到之处还在于放大样品的同时还能分析化学成分,既能定性又能定量,且精确度高,但灵敏度较低,主要用于对玻璃的主体元素进行分析。

玻璃是混合物,检验结果的可靠程度还取决于每个样品的均匀性。如果样品的不均匀性已超出两者的差别,则很难获得比对结果。对于纵火、爆炸等案件现场提取的玻璃,物理参数只能作为参考,比对的重点应放在化学成分。通过理化性能测试方法可以得出以下几种结论:一是二者不是同种类玻璃,即元素定性结果不同;二是有显著性差异,即差异程度大于临界值;三是没有结论,即不均匀性大于测量误差或其他原因;四是非常可能来源于同一块玻璃,即无显著性差异且比对的范围很小。

玻璃物证检验是综合检验,单靠一种分析方法往往难以得出满意的结果。玻璃的理化参数检测不能给出两个玻璃碎片来源于同一块玻璃的肯定结论,即使理化参数非常一致,也只能给出它们有相同来源的可能性。这并不影响玻璃物证检验的意义,因为对于任何一个案件,总有一定的限制条件和其他多种因素,给出来源的可能性往往就十分重要,在微量物证检验的结论中,这将是一个普遍遇到的问题。

 

第二节 泥土物证

 

泥土广泛存在于自然界中,是刑事案件中较常见的物证之一。在交通肇事、凶杀、盗窃、强奸等各类案件现场,泥土物证常出现在受害者尸体上、作案人身上、作案现场地面、出入路径、作案人工作和生活场所等处,一般以附着物形式出现,有时泥土中还混杂着一些工业、生活、建筑和生物等物质的残渣或腐败物。泥土物证检验的主要任务,一是确定现场中泥土的来源;二是确定现场采集的泥土与嫌疑人处收集的泥土是否相同。不同地区的泥土成分差异较大,即使是同一地区,因受外界环境影响泥土也有一定的差别通过对现场泥土,及时准确地检验泥土物证,对查明案件性质、作案地点、作案工具,判断嫌疑人来去路线,确定肇事车辆,为侦查工作提供线索,为破案提供证据。

一、泥土的种类及成分

(一)泥土的基本组成

泥土是由岩石风化和生物长期复杂作用的过程中逐步形成的,岩石中的矿物及化学组成直接或间接影响泥土的物理性质和化学性质,因此岩石和泥土间的关系十分密切。泥土是由固体、液体和气体三相物质组成的。泥土的固相物质包括无机物(矿物质)、有机质、活的微生物,一般占泥土总体积的50%左右。固体物质之间的毛管孔隙中分布着液相物质,非毛管孔隙中分布着气相物质,即泥土空气。这三相物质并非机械的混合在一起,而是互相联系,互相制约,并不断的在内外因素的影响下发生运动和变化。

1.泥土中的无机物。泥土是由岩石风化形成的,而岩石又是由数种矿物组成的,如花岗岩是由石英、长石与云母等矿物组成。因此,泥土中含有多种矿物质,泥土中许多粗细不同的土粒都是矿物质颗粒。矿物质直接影响泥土的物理化学性质,决定泥土无机物的组成。

泥土中的矿物质可分为原生矿物和次生矿物两大类。原生矿物是岩石中原来就含有的,在风化过程中没有改变成分和结构。泥土的原生矿物中石英、云母最多,其中石英最不容易分解,泥土中的砂粒主要是石英。次生矿物是岩石风化过程中形成的新矿物。泥土中颗粒最细的粘粒大都是次生矿物,以次生铝硅酸盐类的粘土矿物为主。

各种岩石矿物的组成和风化难易不同,因而岩石通过风化作用之后形成了大小不等的矿物质颗粒,有小到悬浮在水中使水变得混浊的粘粒,有大到一颗颗的石英砂粒和岩石碎片。泥土中主要矿物的化学组成为磷、钾、钙、镁、铁等元素,泥土中的云母含有较多的钾,其他的原生矿物如磷灰石,橄榄石含有较多的磷、硫、镁。在不同地区由于风化和淋溶的强弱不同,也影响无机物的含量。

矿物土粒主要有石英、云母、长石以及少量的角闪石、辉石和磷灰石等。矿质土粒中物理性质很活泼的粘土矿物大致可分为两类,一类是铝硅酸类粘土矿物,主要是高岭土(微晶高岭土)和伊利石(水化云母)组;另一类是含水氧化物和三氧化物类粘土物,主要是含水氧化硅、含水氧化锰、铁、铝的含水氧化物、氢氧化物和氧化物。另外,在矿质土粒类还常混有一些简单的盐类,概括起来可分为可溶性盐(NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3)、微溶性盐(CaSO4、Ca(HCO3)2)和不溶性盐(CaCO3) 三类。

由于矿物土粒在泥土固体中占绝对多数,因此,了解泥土矿物土粒的化学组成对于泥土样品的分析和比对非常重要。泥土矿物质大部分是由氧、硅、铝和铁构成的,这些元素的含量与地壳的平均化学组成很近似,除去有机质后的矿质泥土中,90%是由硅、铝铁的氧化物组成。在少数砖红壤的某些层次中,TiO2含量可以达到5~20%。在石灰性泥土的一定深度中游离的CaCO3在含量可以达到30~50%。在湿润地区的泥土中,钙、镁、钠氧化物的含量不超过5~7%。此外锰、磷、硫的氧化物总量不到泥土组成的0.5%。

在刑事技术检验鉴定工作中,必须对所在地区泥土的无机成分进行系统的分析,在掌握充分数据的基础上,提高微量泥土物证在刑侦工作中的利用率。

2.泥土中的有机质。泥土中的有机质是泥土固定相的重要组成部分,它的存在并影响和改变着泥土的一系列物理的、化学的和生物的性质。有机质约占泥土总量的10%以下。生长在泥土上或生活在泥土中的动植物和微生物,在全部或部分死亡之后,它们的残体就变成有机物质加入到泥土中。其中高等绿色植物的残体,如叶片、枝干、表皮、根茎、果实等是泥土有机质的主要来源,而泥土中的动物和大多数的微生物的主要作用是改造有机质。泥土中的有机质一般包括以下几个部分。

(1)动植物和微生物的遗体。

(2)动植物和微生物的分泌物及排泄物。

(3)上述两项物质的部分分解产物。

(4)上述有机物经过微生物改造的部分,即泥土腐殖质。泥土腐殖质是泥土有机质的主体,一般占泥土有机质总量的多数。它们的组成和性质可反映泥土形成的条件和肥力。

泥土中有机物的化学成分主要包括碳水化合物、木素、含氮化合物、脂肪、蜡质、单宁、木栓层、角质以及灰分等。

泥土中的有机质大致可分为新鲜有机质、半分解的有机质和简单的有机化合物。新鲜有机质是指那些未被分解仍保持原有形态的动植物、微生物、特别是植物的遗体,它们是泥土各类有机质的基本来源。半分解的有机质是指那些半分解的有机物质,它们已失去了原有生物组织的结构形态,但仍然可以用机械方法将其与矿物土粒分离开来,泥炭就是这类物质的典型例子。简单的有机质则包括糖类、氨基酸、脂肪酸等,是有机残体带来或有机质分解产生的,在泥土中数量很少。泥土腐殖质是上述有机物质经泥土微生物分解再经合成作用形成的一种黑色有机凝胶状物质。它们常与泥土中的矿物质结合在一起,不能用机械方法分离。腐殖质是一种特殊的有机质,是泥土有机质的主体,一般占泥土有机质总量的80~90%,通常所称的泥土有机质是指泥土腐殖质,它们对泥土的理化性质和肥力状况都有很大的影响。

3.泥土中的夹杂物。实际生活的泥土中除了土壤外,还夹杂着各种夹杂物。这些物质许多是人类加工过的天然物质,如砖、瓦、水泥的残渣,玻璃渣、金属碎屑、煤屑、木片、纤维、食物残渣,工业原材料或废弃物等;还有人和动植物的分泌物或残体,如人的毛发、排泄物,家禽的羽毛、粪便,植物的枝叶、花粉、孢子等。在刑事案件中,这些夹杂物往往可以反映出泥土与所在地区的环境状态和生活情况等密切相关,一些特殊的夹杂物可以提供一些非常有价值的线索和证据。

(二)泥土的分类

我国地域辽阔,自然条件差异较大,泥土的类型多种多样,泥土的颜色也有很大的差异,如浙江省杭州地区、江西省南昌地区的红土;江苏省南京地区的黄棕土;黑龙江省哈尔滨地区的黑土等。泥土可以按粒级、质地、成因等进行分类。

1.按粒级分。按粒级分是将泥土颗粒按直径的大小分为若干组。颗粒大小不同,其成分也不相同,泥土矿物质颗粒直径的变化基本上是连续的。按照国际泥土学会系统分法,将泥土颗粒按直径大小划分为粗砂、细砂、粉砂和黏粒四种,见表10-1。

 

表10-1 泥土的粒径分类与特性

                                       

 

粒组

 
 

直径(mm)

 
 

每克颗粒数

 
 

表面积(cm2/g)

 
 

粗砂

 
 

2.00~0.20

 
 

720

 
 

23

 
 

细砂

 
 

0.20~0.02

 
 

46 000

 
 

91

 
 

粉砂

 
 

0.02~0.002

 
 

5 776 000

 
 

454

 
 

黏粒

 
 

<0.002

 
 

90 260 853  000

 
 

8 000 000

 

 

2.按质地分。按质地分是根据泥土的机械组成对泥土进行分类。泥土的质地是识别泥土种类的重要依据。根据不同的机械组成所产生的特性将泥土大体划分为若干类别,并将各类泥土定以名称,这种类别名称叫泥土质地。国际上按泥土质地将泥土分为砂土、壤土和黏土三类,见表10-2。

 

表10-2 泥土的质地分类

                                                       

 

质地组

 
 

质地名称

 
 

颗粒组成(粒径:mm)(%)

 
 

砂  粒

 

1~0.05

 
 

粗粉粒

 

0.05~0.01

 
 

粘粒

 

<0.01

 
 

砂土

 
 

粗砂土

 

细砂土

 

面砂土

 
 

>70

 

60~70

 

50~60

 
 

 
 

 
 

壤土

 

(两合土)

 
 

砂粉土

 

粉  土

 
 

>20

 

<20

 
 

>40

 
 

<30

 
 

粉壤土

 

黏壤土

 
 

>20

 

<20

 
 

<40

 
 

 
 

砂黏土

 
 

>50

 
 

 
 

>30

 
 

胶泥土

 

(黏土)

 
 

粉黏土

 

壤黏土

 

黏  土

 
 

 
 

30~35

 

35~40

 

>40

 

 

3.按成因分。按泥土的成因分类,主要考虑地质环境、地质营力和地质作用等自然地理因素,有时还要考虑到土壤的地质时代。《中国土壤》将全国土壤划分为14个土壤系列,41个土类,如红壤、黄壤、棕壤、褐土、黑钙土、盐碱土、紫色土、黑土、沼泽土、泥炭土、水稻土、高山草甸土等。每一个土类范围内,还可按亚类、土属、土种、变种四级进行分类。

二、泥土物证的特点与采取

(一)泥土物证的特点

1.泥土物证一般以遗留物或附着物形式出现在案件中。泥土广泛存在于自然界,在案件中出现频率较高,泥土物证多以附着形式存在于受害者、受害客体、嫌疑人的身上、衣物上,或作为遗留物存在于现场地面、出入口、来去路径以及嫌疑人工作、生活场所等处。

2.泥土物证性质的相对稳定性。泥土一旦附着到客体上,它的附着能力取决于客体的后期活动、泥土本身的性质及附着客体的表面状况。但泥土的大部分性质在转移前后并无太大变化。

3.泥土作为物证的差异性特点。泥土的某些性质(如颜色、矿物质等)在小范围内比较相似,而在大范围内有明显差异。泥土作为一个复杂的系统,包含多种矿物质、动植物残体、花粉、微生物群体等,并受特定的地形、气候、形成初期的质地及微生物环境、人类活动等生物和非生物因子的影响,不同的泥土样品间在组分和各组分的含量上存在相当大的差异,且在一定时期内,这些差异具有相对稳定性,使泥土鉴定可作为一种物证技术应用。特别是泥土中的某些特殊夹杂物,如工业废料土、水泥残渣、煤渣、花粉草籽、食物残渣等,它们的分布一般具有特定性,因而检验价值较高,甚至可为侦破案件提供比泥土本身更有用的线索和证据。      

4.泥土物证难以同一认定。由于泥土种类繁多、组成复杂,均匀性差,检材受环境影响较大,取样误差等,因而泥土物证同一认定比较困难,多作种类检验,检验分析结果一般不作为独立证据使用,但可提高附着客体的证据价值或为侦查提供破案线索,缩小侦查范围。

(二)泥土物证的采取

泥土物证的采取应根据泥土的状态、多少、分散情况等选用不同的方法。常见的方法有以下几种。

1.抖动法。此法适用于泥土附着不明显且面积较大的情况。如衣服、床单和鞋袜上的泥土。提取时可以轻轻抖动客体,使泥土集中于干净的白纸或塑料袋内。

2.粘取法。此法适用于附着部位不太大的粉状泥土,数量少,粘取后可以直接进行检验。如衣袋中残渣沉积物等。粘取法常采用的有火棉胶、AC纸(醋酸纤维薄膜)和透明胶纸等。

3.剥刮法。此法适用于陈旧干燥的泥土。把附着在客体上的泥土用刀片轻轻剥刮下来,置于白纸上,然后包好装入塑料袋中。

4.夹取法。此法适用于块状、片状的颗粒泥土。用小镊子把泥土夹起后放入干净的瓶或白纸内包好贴上标签。

5.吸咐法。此法适用于现场面积较大、深缝隙中或地毯、衣服上泥土的采集。可以借助吸尘器或磁铁等工具,把泥土类物质吸咐起来,然后分离提取。

(三)采取泥土物证应注意的问题

1.对数量特别少且非常细小的泥土,采集时应特别小心,防止因呼吸或动作不当等原因将检材丢失。最好用光滑的纸张或塑料袋包装。

2.泥土的包装应与包装物有较大的反差,以便在检验鉴定时发现寻找。检材应尽可能不与包装物粘附在一起,更不能由于包装物的影响而干扰检验鉴定结果。

3.采集、送检泥土时要注意记录泥土发现时的状态,在采集泥土物证之前应对泥土物证的原始状态进行拍照固定,将发现泥土的位置、环境记录下来,以证实所发现泥土与客体之间的关系。因泥土是由多组分组成的,其中的沙粒容易在运输、保管过程中丢失,要防止所检验的土质与原先的土质组成有很大的差异。

4.对泥土中掺杂物要注意分离,分别保管,特别是一些易腐败的动植物要及时分离和检验鉴定,防止失去检验鉴定条件。

5.泥土的检验鉴定往往是采用对照检验的方法,所以送检时一定要采集空白或比对样本材料,一并送检。

6.对一些采集难度大的泥土样本,应该在专业人员帮助或指导下进行;对一些体积小、便于运输的附着客体,可以直接送到鉴定部门,由技术人员采集后直接进行检验鉴定。

三、泥土物证分析

与犯罪活动有关的微量泥土物证所含成分极其复杂,检验内容除了泥土中固有的矿物质、有机质以外,还有夹杂物。泥土物证检验目的通常是为了查明现场泥土来源、现场泥土检材与比对样本是否同类,由此可以确定作案人生活及活动范围、尸体的移动情况、现场是否为第一现场等。

(一)初步检验

1.形态检验。泥土的形态检验一般采用立体显微镜观察法和偏振光显微镜观察法,对泥土中矿物质颗粒的形态、颜色、大小、晶体取向性等特点进行分析比对。用紫外光照射观察泥土的荧光发生情况。泥土的形态检验一般作为泥土物证的初检,排除有明显差异的对照样品。

2.酸碱度检验。泥土的酸碱度与泥土的组成有关,是泥土的重要理化性质。同一地区泥土的酸碱性有一定的稳定性,不同地区的泥土可能存在一定的差异。依pH值的大小酸碱度可分为9级,pH值小于4.5为极强酸性,4.5~5.5为强酸性,5.5~6.0为酸性,6.0~6.5为弱酸性,6.5~7.0为中性,7.0~7.5为弱碱性,7.5~8.5为碱性,8.5~9.5为强碱性,大于9.5为极强碱性。检验时,将少许泥土进行研磨,加入去离子水搅拌,过滤后测定滤液pH值,检验泥土的酸碱性。该方法一般作为一种排除的方法。

(二)泥土物证中无机成分分析

泥土的无机成分检验多采用原子发射光谱法、原子吸收光谱法、扫描电镜-X射线能谱法、X射线衍射、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等仪器分析检验的方法。最主要是进行元素的定性、定量分析,找出特定成分,判定种类和比对相同性。

(三)泥土物证中有机成分分析

泥土的有机成分检验多采用将有机成分从泥土中分离提取后,进行红外吸收光谱法、气相色谱法、色谱-质谱联用法等仪器分析检验的方法。

(四)泥土物证中夹杂物的检验

在实际案件中常常需要对泥土中常见掺杂物进行检验鉴定。泥土中夹杂物的检验需要根据杂质的种类采用相应的检验方法。常见夹杂物有:植物残片、木屑、煤屑、纤维和花粉等。

 

第三节  金属物证

 

金属是在各类案件中时常出现的物证。通常以颗粒或粉末状附着物和金属制品形式作为检验对象,如盗窃案件中的工具破坏痕迹,金属制品的鉴定结论可作为独立证据用于侦查和刑事诉讼,又如利用假的金银制品进行诈骗的案件,有时还用于事故原因的分析。金属物证包括作案工具、凶器、电焊渣、电击点残留物、爆炸案件中的金属包装物、射击枪弹及其残留物等。金属物证检验的主要任务,一是确定现场中金属检材的种类,是纯金属还是合金,如果是合金,要进一步确定是哪一类合金以及性能和应用范围;二是确定现场金属检材与嫌疑人处提取的样本是否同类。及时准确地检验金属建材具有多方面的价值,如通过对案件中金属碎屑的检验,可以推断和认定作案工具,还可以分析作案人的职业和行踪等;通过对电击点金属的检验,可以确认案件的性质。

一、金属的种类及成分

金属是一类具有特殊光泽、良好的导电性、导热性,并可被铸造成任意形状,由同种金属元素原子组成的单质材料。金属中除了金、银等几种贵金属外,其他金属一般不单独作为金属材料使用。合金是由两种以上金属或金属与非金属按一定比例和方式结合而成,并具有金属性质的材料。在人类生产和生活中接触的金属制品几乎都是合金制品。

任何一种金属、合金都具有一定的化学组成、熔点、硬度、金相结构、密度、导电性、导热性、热胀系数等机械的、物理的、化学的特征指标。这些特征均可作为金属物证的检验项目。金属物证的检验会受到检材形态和数量的限制,对于具有一定体积和重量的金属制品或样本的检验,目前已成功用于物证鉴定的实践中。

(一)金属的种类

金属材料通常分为黑色金属材料和有色金属材料两大类。黑色金属材料是指铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)及其合金制成的原材料,如生铁、铁合金、铸铁、钢、金属锰、金属铬等,其中最重要的是生铁和钢;有色金属材料是指黑色材料以外的所有金属和合金制成的原材料,包括各种有色纯金属及合金材料,如铜(Cu)、铝(Al)、锡(Sn)、铅(Pb)、锌(Zn)以及黄铜、圭铜、白铜、铝合金和轴承合金等。另外,在工业上还采用镍(Ni)、钼(Mo)、钴(Co)、钒(V)、钨(W)、钛(Ti)等金属作合金元素,以改善金属性能,其中钨、钴多用于硬质合金的制造。上述有色金属都称为工业用金属,以区别于贵金属及稀有金属。

金属材料按组成的成分不同可分为纯金属和合金两大类。纯金属就是由一种金属元素组成的物质;合金是以一种金属元素为基础,与其他元素(一种或几种金属或非金属元素)组成的具有金属性质的物质。

金属材料根据加工程度的不同,可分为冶炼产品和加工产品两大类。冶炼产品是指经冶炼、浇铸而成的金属产品,如生铁、铁合金和各种有色纯金属锭块等,它们大多不能直接使用,而是用于配制合金或作为进一步加工的原料;加工产品是金属冶炼产品经压力加工制成的金属成材,如各种型材、棒材、板材、管材等,它可直接用于各种产品的制造。在金属材料的管理中,冶炼产品通常是指有色纯金属锭块,而加工产品是指有色成材。

(二)常见的金属材料

在人类日常生活中,经常可接触到大量的金属材料制品和金属材料名词,如钢铁、黄铜、铝合金、紫铜等。对常见的金属材料知识有一初步了解,在侦查工作中十分必要。

1.钢。按化学成分分类,钢可分为碳素钢、普通低合金钢、合金钢三大类。按用途分类,钢可分为结构钢、建筑用钢、机械用钢、工具钢、特殊性能钢等几种。用于制造各种机械零件和工程构件的钢叫结构钢。建筑用钢用于建筑锅炉、船舶、桥梁、厂房及其他建筑。机械用钢用于制造机械或机械零件,这类钢往往要经过渗碳或调质处理后才使用。用于制造各种工具的钢称为工具钢。特殊性能钢是指具有特殊物理或化学性能的钢。包括不锈耐酸钢、耐热钢、耐磨钢、电工硅钢、电热合金、高温合金、精密合金等。根据钢在退火和正火处理后的组织可按金相组织分类。

2.铜及铜合金。固态纯铜呈玫瑰红色,在空气中氧化成氧化膜后,外观呈紫红色,故又称为紫铜。纯铜突出的特点是导电、导热性好,其导电性仅次于银而居第二位,导热性仅次于金、银居第三位。

纯铜具有很高的化学稳定性,在空气、淡水和水蒸气中均有良好的抗腐蚀性。铜的化合物都有毒。纯铜为面心立方晶格,故有极优良的塑性和延伸性,其伸长率可达50%。但抗拉强度较低,硬度不高。铜不能通过热处理方法强化,冷变形后可提高其强度和硬度,但塑性将下降。以铜为基体,加入一种或数种其他金属或非金属元素组成的合金称铜合金。它既具有铜的一般通性,同时又具有某些特定性能。铜合金按其合金系统分黄铜、青铜和白铜等三类。

3.铝及铝合金。铝是地壳中储藏量最丰富的金属元素之一,约占全部金属含量的1/3。目前其产量和应用仅次于钢铁,居有色金属之首。纯铝是一种银白色的轻金属,无毒,有很好的导电性和导热性,其导电性仅次于银和铜居第三位,导热性约为铜的56%。铝是一种抗磁性金属,不受磁性干扰。铝还具有良好吸音性和反射力,受撞击不产生火花,燃烧时可放出大量光和热。

铝具有良好的耐腐蚀性。铝与氧的亲和力很大,在空气中、常温下即能与氧化合,形成一层致密而坚固的三氧化二铝(Al2O3)薄膜,保护内层金属不再继续氧化。铝还能抵抗浓硝酸和醋酸的腐蚀,但对碱、盐酸和硫酸等没有耐蚀能力。

纯铝的强度很低,塑性很好,容易加工。铝合金根椐加工方法不同,可分为铸造用铝合金和压力加工用铝合金两大类。

4.其他有色金属及合金。有色金属系指黑色金属以外的所有金属(铜、铝、铅、锌、锡等)及合金。

(1)铅。铅又叫青铅,外观呈蓝灰色,导电、导热性能较差。由于对X射线和γ射线有很好的吸收能力,故普遍用做遮挡或屏蔽X射线和γ射线辐射的材料。铅在空气、水、海水、稀盐酸及硫酸中均有优良的抗腐蚀能力,但在硝酸中易被熔解,也部分溶于热硫酸。铝及其化合物均有毒,故不可直接与食物接触。铅的抗拉强度很低,硬度很小,是常用有色金属中最软的,用小刀即可切断。由于铅的再结晶温度很低,常温下以任何速度使其变形均不产生加工硬化现象。纯铅在常温下有很好的锻接性。

(2)锌。锌是白色略带浅蓝光泽的金属,在空气中因氧化而呈灰色。锌的电极电位很低,在潮湿空气中表面易形成一层致密的薄膜,能保护其里层的锌不继续被腐蚀。常温下的锌很脆,但加热至100~150℃时则变得富有韧性,且易于进行压力加工。锌在200℃时脆性又恢复,可磨成细粉。

(3)锡。通常指的是白锡,白锡的延展性极好,可压成极薄的锡箔。纯锡与弱有机酸作用缓慢,所产生的化合物一般无毒,可用于食品工业中。锡的合金性能很好,可配制成轴承合金、易焙合金、焊料、印刷合金、锡青铜、锡黄铜等。

(4)锑。锑是银白色金属,由于杂质的影响,略带蓝色,杂质越多,蓝色越深。锑有较好的化学稳定性,耐蚀性良好,常温下在空气中不氧化。锑比铅硬得多,但相对于其他金属来说很脆,不能压力加工成材,一般很少单独使用,多用于配制成铅锑合金、印刷合金、轴承合金等。

(5)镍。镍呈银白色,抛光后能长期保持美丽的光泽。镍有很高的抗蚀能力,即使在潮湿空气和碱溶液中也不会受到腐蚀,有机酸、硫酸、盐酸对镍的腐蚀作用极小,但镍在硝酸溶液中溶解较快。镍有较好的高温、低温力学性能,即使在零度以下的低温,其强度、塑性也不降低。镍是配制各种高温、耐蚀、耐热材料和不锈钢、合金钢的重要合金元素之一。

(6)轴承合金。轴承合金是用来制造滑动轴承轴瓦的材料。轴承合金的组织应是在软基体上均匀分布硬的质点,或在硬基体上分布软的质点。轴承合金的种类很多,主要有锡基轴承合金、铅基轴承合金、铜基轴承合金和铝基合金等。

(7)硬质合金。硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属组成挽留合金。硬质合金中常用的难熔金属的化合物,是元素周期表中过渡金属的碳化物,主要是碳化钨、碳化钛和碳化钽。粘结金属是指起粘结作用的金属,常用铁族金属,尤其是钴。硬质合金广泛用于制造削切工具、模具、量具及某些耐磨零件等。

二、金属物证的发现与采取

(一)金属物证的发现

金属物证的发现,主要从如下三个重点部位进行。

1.案件现场出入口。作案人进入现场惯用的手段是破坏障碍物,以最迅速的动作实施犯罪。对出入口处的障碍物,常借用工具通过打击、剪切、撬压或切割等方法进行破坏,因而出入口处可能留有金属物证,是发现金属物证的重点部位。

2.作案目标物。作案目标物所在之处,是作案人犯罪活动的中心,是金属物证存在的另一重点部位。如盗窃案的存放财物处、凶杀案的尸体内、爆炸案的炸点周围、枪杀案的子弹入射口等。  

3.现场遗留物。作案人作案后,可能将自带的作案工具、凶器或它们的断离物遗留在犯罪现场及其周围。

(二)金属物证的采取

对案件现场搜寻到的金属物证,应视其大小、形状和附着状态等用不同的方法采取。

1.一般提取法。对于分散存在的、有一定形状和体积、肉眼明显可见的的金属残渣、碎块,可以直接用特制摄子夹取。对于存在于衣袋、提兜、鞋里或鞋底、容器中的金属残渣,应小心将其抖落在事先铺好的白纸上,然后分离分类收集。对于嵌在工具深凹处或附着在被侵害客体痕迹处的金属屑,在有把握的情况下用小竹片、木针、骨针等工具轻轻拔下或挑出来。在没有条件直接取出时,则将工具或被侵害客体直接送检。

2.磁铁吸引法。有的金属屑常与木粉、灰尘及沙土混在一起,不易采集干净。这时可以利用有的金属物质(铁、钴、镍等)具有铁磁性并能被磁铁吸引的性质特点,用磁铁隔着一层白纸即可将碎金属屑吸上来,然后翻转白纸,移开磁铁,将这些磁性物质用纸包起来即可。

3.电吸尘器法。对于室内、小汽车内以及不易发现有效物证的环境内的金属屑物质,可先用电吸尘器将其吸收起来,然后再挑选有价值的物证。或将吸尘器吸收的物质放入水中,将水面附着物除去,然后将不溶于水的金属残渣滤出,进一步选取有价值物证。

4.电击伤电击点处微量金属沉积物的提取。由于电击伤的电击点处留有的电极所溅射的金属成分,对于被电击者受伤部位应按法医皮肤伤痕提取法提取,先将受伤部位的皮肤小心切下,用有机溶剂浸泡后,再脱水、固定、吹干。

提取的金属检材可用具塞玻璃容器或物证袋直接封装。连同承载客体一起提取的检材,应固定在硬质盒内封装。电流斑痕检材用塑料物证袋包装,应冷冻保存。不同部位提取的检材应分开包装,以避免相互干扰、污染。物证包装物上影标注去那间名称、提取部位、时间、地点以及提取人姓名,必要时加注其他项目。

三、金属物证分析

(一)初步检验

对现场提取到的金属物证,首先要用肉眼或借助放大镜、立体显微镜观察金属的色泽、外观形貌,通过外部特征检验金属是否有镀层、是否为多层复合体、有无附着物等。其目的是对检材进行大致了解,排除有明显差异的对照检材。

(二)金相结构检验

金属的微观结构即金相结构,是金属材料的固有特征,可反映金属品体的具体形态。化学组成和热加工工艺对金属的金相组织结构都有影响,如铁碳合金随着成分和温度的不同,可形成铁素体、珠光体、渗碳体、奥氏体和莱氏体等金相组织结构。金相组织结构一般采用金相显微镜或扫描电子显微镜检验。经抛光的金相试样表面光滑如镜,在金相显微镜或扫描电子显微镜下观察只能看到石墨、夹杂物以及裂缝、气孔等。要分析金属及合金基体的显微组织,试样还必须进行腐蚀,才能显示组织。经过侵蚀,在光学或电子显微镜下可清楚地观察和分析金属及其合金基体的显微组织,从而达到分析鉴定的目的。这种方法需要的检材量通常较大,难以适于微量金属的分析。

金相组织结构检验能为认定同一提供一定的依据,还能用于电器火灾原因的认定。电器引发火灾,一般是由于金属导体局部发热所致。过热或熔融的金属,在自然冷却的过程中会使其原有的金相组织结构发生变化。比对检验过热或熔融部分与正常部分同种金属材料的金相组织结构,能够为科学判定起火原因提供可靠的依据。

(三)金属物证成分分析

金属的化学组成是金属材料的最本质特征。金属材料的规格和型号不同,其化学组成必然不同。相同规格的金属材料,其主要的化学成分相对稳定,此为通过化学组成鉴定金属材料的基本依据。

金属中的元素可分为三类,其中金属基本元素(金属基体)是金属材料的主要成分,含量在50%以上;合金元素是人为加入到金属基体中的元素,含量低于50%;杂质元素是金属材料在冶炼过程中进入金属基体中的微量元素,总量一般低于1%,但元素的种类和含量的相对变化范围则很大。性能要求高的材料中杂质含量相对少,反之则含量较多。金属检验中杂质元素的种类和含量的不同,最能反映出比对样品之间的差别。

金属物证成分分析主要是对金属中各种物质组成的成分和含量进行测定,常用的有原子光谱法、扫描电镜-X射线能谱法、X射线衍射法等。

1.原子光谱法。原子光谱法一般用于定性分析,即确定金属中含有哪些金属元素,有时也用于定量分析,确定金属物证中某一金属元素的含量及百分比,参照比对样品,可以确定金属物证的种类。此方法灵敏度高,既能进行金属包装物、捆绑物的常量分析,也能进行金属刮擦痕迹上极微量的金属成分分析,还能检测出电击皮肤上的微量铜、铝,射击者手上的微量钡、铅、铜锑等元素,以及金、银制品包装物上附着的痕量金属元素。

2.扫描电镜-X射线能谱法。扫描电镜-X射线能谱法在对金属检材进行表面形态、微观结构观察的同时,还能进行元素的定性和定量分析。此方法检测的金属样品的形式可为块状、小颗粒、切片和断口表面,所需检材量小,而且对检材无需进行特殊处理,可直接进行观察。需要指出,该方法测定的只是样品表层中个元素的相对含量,不是绝对含量。操作时,将待检金属样本固定在载物台上,置于电子显微镜下,仔细观察其细微特征、形貌,分析测定金属元素组成及含量,确定其种属,达到鉴定目的。

3.X射线衍射法。金属及合金都是晶体, X射线衍射法可以对那些化学组成相同而结晶状态不同的金属和合金加以鉴别。对于微量的金属检材,可将其制成粉末,装入石英玻璃制成的毛细管柱,测定器对单色X射线的衍射图,由于不同类型的晶体有不同的衍射图,可以此确定金属和合金的晶体类型及晶格常数。

 

本章小结

玻璃物证通常出现在入室盗窃、抢劫、爆炸等案件现场,玻璃碎屑在交通事故中更是屡见不鲜。玻璃是由无机氧化物原料经高温下熔化后在一定条件下快速冷却而制成的非晶态物质,主要由成形剂、中间体和修饰剂三部分组成。玻璃的种类很多,从用途上可简单分为平板玻璃和容器玻璃,由于特殊用途需要,玻璃还可分为普通玻璃和特种玻璃。玻璃物证的检验方法主要有外观检验、物理检验和仪器分析。泥土广泛存在于自然界中,是刑事案件中较常见的物证之一。泥土的主要成分有泥土无机物、泥土有机质和泥土中的夹杂物。泥土可以按粒级、质地、成因等进行分类。采集时常用抖动法、粘取法、剥刮法、夹取法和吸咐法。泥土的检验主要包括形态检验、pH值检验、无机成分检验、有机成分检验以及夹杂物检验。金属物证包括作案工具、凶器、电焊渣、电击点残留物、爆炸案件中的金属包装物、射击枪弹及其残留物等。除一般方法提取外,常用磁铁吸引法和电吸尘器等提取。金属物证的检验除包括外观检验、微观形态检验及成分检验,常用的检验方法有化学分析法、原子光谱法、扫描电镜-X射线能谱法、X射线衍射法等。

 

思考题

1.玻璃中含有哪些成分?

2.案件现场中如何采取玻璃物证?

3.玻璃物证的仪器分析方法有哪些?

4.泥土的组成成分是什么?

5.原生矿物和次生矿物有什么区别?

6.泥土物证有何特点,在犯罪现场主要残留在哪些客体和部位?如何采取和包装?

7.用于泥土检验的仪器分析方法主要有哪些?检验时应注意哪些问题?

8.如何采取金属物证?采取时应注意哪些问题?

9.试述金属物证的检验方法。