Вениг С.Б., Стальмахов А.В., Федоренко В.А.

Национальный исследовательский Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Исследование морфологии и элементного состава частичек продуктов выстрела

Применение растровоой электронной микроскопии (РЭМ) при исследовании огнестрельных повреждений может существенно дополнить традиционную экспертную методику определения огнестрельного характера повреждения и позволить определять наличие частичек гомогенного металла, продуктов сгорания порохового заряда и инициирующего состава. В данной работе показано, что с помощью РЭМ можно эффективно проводить элементный анализ продуктов выстрела, а также морфологию частиц, выбрасываемых пороховой струей на преграду. Данную методику условно можно отнести к неразрушающим, поскольку для ее реализации требуется изъятие с преграды только малой части микроколичеств продуктов выстрела.

Для определения эффективности исследования продуктов выстрела с помощью РЭМ были проведены следующие эксперименты. С близких дистанций от 25 см до 100 см произведены выстрелы в мишени, представляющие собой отрезки хлопчатобумажной ткани размером 25х25 см. Стрельба велась патронами 9х18 мм (маркировка «ППО»), 9х17 мм (маркировка «LVE») 9х19 мм (маркировки «LAPUA» и «10 62»), 7.62х25 мм (маркировка «38 86»), 7.62х39 мм (маркировка «711 87»), 5.45х39 мм (маркировка «17 89»), 7.65 мм Browning (маркировка «SPB 7.65»), 9х32 мм (маркировка «FEDERAL SPL»), 9х74 мм (маркировка «NORMA MAG»)

Отбор образцов для последующего анализа с помощью растрового электронного микроскопа заключался в следующем. Свободная поверхность двустороннего электропроводящего скотча плотно прижималась несколько раз к исследуемому участку мишени (пояску обтирания огнестрельного повреждения). Таким образом пробы микроколичеств веществ с каждой мишени переносились на поверхность углеродного скотча размером от 3 до 4мм². Исследования проводились по двум направлениям - изучался элементный состав частиц и их морфология. Результаты элементного анализа представлены в таблицах 1 и 2.

Из таблицы 1 видно, что относительно крупные частицы представляют собой либо несгоревшие порошинки, либо частицы сплава металлов. Относительно мелкие частицы близкие к сферической форме диаметром 1-10 мкм часто представляют собой продукты срабатывания капсюльного состава с доминирующим присутствием Sb и Sn.

Таблица 1. Элементный состав продуктов выстрела патронами отечественного производства

Вид патрона, содержание элемента, %	С	O	Al	S	Cl	K	Fe	Cu	Sn	Sb	Ba	Pb
7.62х39 мм, спектр частицы диаметром 10-12 мкм			0.6	2.3	8.9	8.3	1.6	1.2	34.4	42.6
Спектр частицы размером 20х50 мкм		2.8		1.9	4.2	3.9	26.5	38.4	11.3	11.9
7.62х25мм, спектр по площади	63.1	30.0		0.54	1.0	0.7	0.6		2.1	1.73
9х18 мм, спектр час-тиц диа-метром 2 и 7 мкм		23.7		5.6	12.7	13.2	3.4	0.8	30	10.1
		3.2	0.2	2.3	4.7	2.9	22.3	41.7	10.1	11.3
9х17 мм, спектр час-тицы 15х30 мкм	54.2	10.5		1.5					14.6	2.5	15.3	1.4

Таблица 2. Элементный состав продуктов выстрела патронами зарубежного производства

Вид патрона, содержание элементов, %	С	О	Al	S	Cl	K	Fe	Cu	Сo	Sn	Sb	Ba	Pb
9х25мм, спектры копоти на 2-х порошинках		69.3		1.7			0.7		0.2		4.1	13.1	10.7
		25.3		3.8	0.3	0.4	0.4	0.8			10.8	32.3	25.6
9х74 мм, спектр копоти на порошинке	20.3	14.0	2.9	5.1	0.5		0.6	1.7			13.9	18.8	22.0
9х19 мм («Lapua»), спектр набо-ра частиц	51.4	28.8	0.15				0.7	1.2			1.4	6.5	9.5
9х19 мм («10 62»), спектр набора частиц	34	8.6		1.6	0.9	1.4	1.0	2.4		12.1	38.0
7.65 мм Browning спектр набо-ра частиц	56.6	31.0	0.3	0.4	0.2		0.3	0.6			0.6	5.6	4.3

Видно, что химический анализ отдельных частиц позволяет легко и надежно фиксировать присутствие Sn, Sb, K, Cl на огнестрельных повреждениях при стрельбе патронами отечественного производства, в капсюльный состав которых входят гремучая ртуть, хлорид калия и антимоний. В продуктах выстрела патронами зарубежного производства достаточно надежно выявляются элементы - индикаторы Ba и Pb, характерные для патронов с неоржавляющим капсюльным составом.

В качестве иллюстрации (рис.1 а) представлена частица диаметром около 10 мкм продуктов инициирования капсюльного состава, содержащая Sn, Sb и K с характерной формой, близкой к сферической. Барий чаще присутствует на частицах неправильной формы с размерами 5-30 мкм. Крупные частицы металла (порядка 70 мкм), обнаруженные на мишенях, характеризуются наличием изрезанных рваных краев (рис.1 б). Частицы металла размером 1-3 мкм и менее имеют уже достаточно гладкую поверхность и форму, близкую к сферической (рис. 1 в). Наличие на преграде частиц металла таких размеров и с такой морфологией говорит об огнестрельном характере их происхождения.

а) . б) в)

Рис. 1 Наиболее характерные частицы продуктов выстрела: а - частица диаметром около 10 мкм продуктов инициирования капсюльного состава, содержащая Sn, Sb и K; б - относительно крупная металлическая частица длиной около 70 мкм, содержащая преимущественно Fe и Cu; в - частица диаметром около 5 мкм, содержащая в основном Al.

Проведенные эксперименты показали, что более эффективно определять спектральный состав не по всей поверхности скотча-пробника, а отдельных частиц. В этом случае уменьшается фоновое содержание углерода и кислорода, обусловленное подложкой.

Таким образом, исследование продуктов выстрела с помощью растровой электронной микроскопии позволяет определить:

1. Присутствие комплекса химических элементов, характерных для продуктов выстрела;

2. Тип капсюльного состава (оржавляющий, неоржавляющий);

3. Присутствие частичек металлов микронных и субмикронных размеров, характерных для выстрела из огнестрельного оружия пулей;

4. Морфологию исследуемых частиц.