Forensic materials engineering
ફોરેન્સિક મટિરીયલ્સ એન્જિનિયરિંગ, ફોરેન્સિક એન્જિનિયરિંગની એક શાખા, ગુના અથવા અકસ્માતના દ્રશ્યોમાંથી ભૌતિક પુરાવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, તે સામગ્રીમાં ખામી શોધે છે જે સમજાવી શકે કે અકસ્માત કેમ થયો, અથવા ગુનેગારને ઓળખવા માટે ચોક્કસ સામગ્રીનો સ્રોત. સામગ્રીની ઓળખ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી ઘણી વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ તપાસમાં થઈ શકે છે, ચોક્કસ સમૂહ પ્રશ્નમાં સામગ્રીની પ્રકૃતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, પછી ભલે તે ધાતુ, કાચ, સિરામિક, પોલિમર અથવા સંયુક્ત હોય. એક મહત્વપૂર્ણ પાસું એ ખુલ્લી સપાટીઓ પર સ્કિડ માર્ક્સ જેવા ટ્રેસ પુરાવાનું વિશ્લેષણ છે, જ્યાં અસમાન સામગ્રી વચ્ચેનો સંપર્ક એકની સામગ્રીના નિશાનને બીજા પર છોડી દે છે. જો નિશાનોનું સફળતાપૂર્વક વિશ્લેષણ કરી શકાય, તો પછી અકસ્માત અથવા ગુનાનું ઘણીવાર પુનઃનિર્માણ કરી શકાય છે. બીજો ઉદ્દેશ ફ્રેક્ટોગ્રાફીની તકનીકનો ઉપયોગ કરીને તૂટેલા ઘટકનું કારણ નક્કી કરવાનો રહેશે. ધાતુઓ અને મિશ્ર ધાતુઓ ધાતુની સપાટીઓનું અનેક રીતે વિશ્લેષણ કરી શકાય છે, જેમાં સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને ઇડીએક્સનો સમાવેશ થાય છે, જેનો ઉપયોગ સ્કેનીંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી દરમિયાન થાય છે. ધાતુની પ્રકૃતિ અને રચના સામાન્ય રીતે જથ્થાને વિભાજીત કરીને અને ચમકાવીને સ્થાપિત કરી શકાય છે, અને કોતરણીના ઉકેલો પછી ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને સપાટ વિભાગની તપાસ કરીને મિશ્ર ધાતુના ઘટકો વચ્ચેના વિભાગમાં વિરોધાભાસ પ્રદાન કરવા માટે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આવા દ્રાવણો (ઘણીવાર એસિડ) સપાટી પર પ્રાધાન્યપૂર્વક હુમલો કરે છે, તેથી એક રચનાની લાક્ષણિકતાઓ અથવા સમાવેશને અલગ પાડે છે, જે તેમને પોલિશ્ડ પરંતુ સારવાર ન કરાયેલી સપાટી કરતાં વધુ સ્પષ્ટ રીતે જોવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. ધાતુશાસ્ત્ર એ ધાતુઓની સૂક્ષ્મ રચનાની તપાસ કરવા માટેની એક નિયમિત તકનીક છે, પરંતુ તેને સિરામિક્સ, ચશ્મા અને પોલિમર પર પણ લાગુ કરી શકાય છે. અસ્થિભંગની સપાટીઓની તપાસ કરીને નિષ્ફળતા સ્થિતિઓ નક્કી કરવામાં SEM ઘણીવાર નિર્ણાયક બની શકે છે. તિરાડનું મૂળ શોધી શકાય છે અને તે કેવી રીતે વધ્યું તેનું મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, થાક અને ઓવરલોડ નિષ્ફળતાને અલગ પાડવા માટે. જો કે, ઘણીવાર, થાક અસ્થિભંગને વધુ પડતા ભારની નિષ્ફળતાથી નમ્યતાના અભાવ અને ઝડપી તિરાડ વૃદ્ધિ ક્ષેત્રના અસ્તિત્વ અને અસ્થિભંગની સપાટી પર ધીમા તિરાડ વૃદ્ધિ ક્ષેત્ર દ્વારા અલગ પાડવાનું સરળ છે. ઉદાહરણ તરીકે ક્રેન્કશાફ્ટ થાક એ એન્જિનના ભાગો માટે સામાન્ય નિષ્ફળતા સ્થિતિ છે. ઉદાહરણમાં આવા માત્ર બે ઝોન બતાવવામાં આવ્યા છે, આધાર પર ધીમી તિરાડ, ટોચ પર ઝડપી. સિરામિક્સ અને ચશ્મા સિરામિક માટીકામ અને કાચના વિન્ડસ્ક્રીન જેવા સખત ઉત્પાદનોનો અભ્યાસ ધાતુઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સમાન SEM પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, ખાસ કરીને ESEM ઓછી શૂન્યાવકાશ પર હાથ ધરવામાં આવે છે. અસ્થિભંગની સપાટીઓ ખાસ કરીને માહિતીના મૂલ્યવાન સ્રોતો છે કારણ કે હેચર જેવી સપાટીની લાક્ષણિકતાઓ તિરાડોની ઉત્પત્તિ અથવા ઉત્પત્તિને શોધી શકે છે. ફ્રેક્ટોગ્રાફીનો ઉપયોગ કરીને સપાટીની વિશેષતાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, અકસ્માત કેવી રીતે થયો તે બતાવવા માટે મૂળની સ્થિતિને ઉત્પાદન પરના સંભવિત ભાર સાથે સરખાવી શકાય છે. ગોળીના છિદ્રોની તપાસ ઘણીવાર મુસાફરીની દિશા અને અસરની શક્તિ અને બોટલ જેવા સામાન્ય કાચના ઉત્પાદનોનું વિશ્લેષણ કરી શકાય છે તે બતાવવા માટે કે શું ગુના અથવા અકસ્માતમાં ઇરાદાપૂર્વક અથવા આકસ્મિક રીતે તૂટી ગયું છે. બાહ્ય કણો જેવી ખામીઓ ઘણીવાર નિર્ણાયક તિરાડની નજીક અથવા મૂળમાં થાય છે, અને ESEM દ્વારા સહેલાઈથી ઓળખી શકાય છે. પોલિમર અને કમ્પોઝિટ્સ થર્મોપ્લાસ્ટિક્સ, થર્મોસેટ્સ અને કમ્પોઝિટ્સનું વિશ્લેષણ એફ. ટી. આઈ. આર. અને યુવી સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી તેમજ એન. એમ. આર. અને ઇ. એસ. ઇ. એમ. નો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે. નિષ્ફળ નમૂનાઓ કાં તો યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગળી શકે છે અને સીધી તપાસ કરી શકાય છે (યુવી, આઈઆર અને એનએમઆર સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી) અથવા દ્રાવકમાંથી પાતળા ફિલ્મ કાસ્ટ તરીકે અથવા નક્કર ઉત્પાદનમાંથી માઇક્રોટોમીનો ઉપયોગ કરીને કાપી શકાય છે. કાપવાની પદ્ધતિ વધુ સારી છે કારણ કે દ્રાવકના શોષણથી કોઈ ગૂંચવણો નથી, અને નમૂનાની અખંડિતતા અંશતઃ સચવાયેલી છે. ફ્રેક્ચર પ્રોડક્ટ્સની તપાસ ફ્રેક્ટોગ્રાફીનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, જે મેક્રોફોટોગ્રાફી અને ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને તમામ ફ્રેક્ચર ઘટકો માટે ખાસ કરીને ઉપયોગી પદ્ધતિ છે. જો કે પોલિમર સામાન્ય રીતે ધાતુઓ અને સિરામિક્સ કરતાં તદ્દન અલગ ગુણધર્મો ધરાવે છે, જો ઉત્પાદનો નબળી રીતે ડિઝાઇન અથવા ઉત્પાદિત હોય તો તેઓ યાંત્રિક ઓવરલોડ, થાક અને સ્ટ્રેસ કાટના ક્રેકિંગથી નિષ્ફળતા માટે સંવેદનશીલ હોય છે. ઘણા પ્લાસ્ટિક ક્લોરિન જેવા સક્રિય રસાયણો દ્વારા હુમલો કરવા માટે સંવેદનશીલ હોય છે, જે પીવાના પાણીના પુરવઠામાં નીચા સ્તરે હાજર હોય છે, ખાસ કરીને જો ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ્સ ખામીયુક્ત હોય. ESEM ખાસ કરીને તપાસ કરવામાં આવી રહેલા નમૂનાના જોવામાં આવેલા ભાગોમાંથી મૂળભૂત વિશ્લેષણ પ્રદાન કરવા માટે ઉપયોગી છે. તે અસરકારક રીતે સૂક્ષ્મ વિશ્લેષણની એક તકનીક છે અને ટ્રેસ પુરાવાની તપાસ માટે મૂલ્યવાન છે. બીજી બાજુ, રંગ પ્રસ્તુતિ ગેરહાજર છે, અને તે તત્વો એકબીજા સાથે કેવી રીતે જોડાયેલા છે તે વિશે કોઈ માહિતી આપવામાં આવી નથી. નમૂનાઓ વેક્યૂમના સંપર્કમાં આવશે, જેથી કોઈપણ વોલેટાઇલ્સને દૂર કરી શકાય છે, અને નમૂનાને માઉન્ટ સાથે જોડવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પદાર્થો દ્વારા સપાટીઓ દૂષિત થઈ શકે છે. ઇલાસ્ટોમર્સ રબર ઉત્પાદનો ઘણીવાર મશીનોના સલામતી-નિર્ણાયક ભાગો હોય છે, જેથી નિષ્ફળતા ઘણીવાર અકસ્માતો અથવા કાર્યની ખોટનું કારણ બની શકે છે. નિષ્ફળ ઉત્પાદનોની ઘણી સામાન્ય પોલિમર પદ્ધતિઓ સાથે તપાસ કરી શકાય છે, જો કે નમૂના વલ્કેનાઈઝ્ડ અથવા ક્રોસ-લિંક્ડ હોય તો તે વધુ મુશ્કેલ છે. એટેન્યુએટેડ ટોટલ રિફ્લેક્ટન્સ ઇન્ફ્રા-રેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી ઉપયોગી છે કારણ કે ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે લવચીક હોય છે તેથી વિશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સેલેનિયમ સ્ફટિક સામે દબાવી શકાય છે. સરળ સોજાના પરીક્ષણો ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ચોક્કસ ઇલાસ્ટોમરને ઓળખવામાં પણ મદદ કરી શકે છે. માઇક્રોસ્કોપ પર એક્સ-રે તાત્વિક વિશ્લેષણ સુવિધાનો ઉપયોગ કરીને ઘણીવાર શ્રેષ્ઠ તકનીક ESEM છે. જો કે આ પદ્ધતિ માત્ર મૂળભૂત વિશ્લેષણ પ્રદાન કરે છે, તે તપાસ કરવામાં આવી રહેલા ઇલાસ્ટોમરની ઓળખ માટે સંકેતો પ્રદાન કરી શકે છે. આમ ક્લોરિનની નોંધપાત્ર માત્રામાં હાજરી પોલિક્લોરોપ્રીન સૂચવે છે જ્યારે નાઇટ્રોજનની હાજરી નાઇટ્રાઇલ રબર સૂચવે છે. તિરાડ પડેલી સપાટીઓ પર હાજર મોટા પ્રમાણમાં ઓક્સિજન દ્વારા ઓઝોન તિરાડની પુષ્ટિ કરવા માટે પણ આ પદ્ધતિ ઉપયોગી છે. ઓઝોન કુદરતી રબર, નાઇટ્રાઇલ રબર અને પોલીબ્યુટાડાઈન અને સંબંધિત કોપોલિમર જેવા સંવેદનશીલ ઇલાસ્ટોમર્સ પર હુમલો કરે છે. આવા ઇલાસ્ટોમર્સ તેમની મુખ્ય સાંકળોમાં બેવડા બંધ ધરાવે છે, જે જૂથ ઓઝોનોલિસિસ દરમિયાન હુમલો કરે છે. સમસ્યા ત્યારે થાય છે જ્યારે ઓઝોન ગેસની નાની સાંદ્રતા ખુલ્લી ઇલાસ્ટોમર સપાટીઓ, જેમ કે ઓ-રિંગ્સ અને પડદાની સીલની નજીક હાજર હોય છે. ઉત્પાદન તણાવમાં હોવું જોઈએ, પરંતુ માત્ર ખૂબ જ ઓછી તાણ અધોગતિ પેદા કરવા માટે પૂરતી છે. એપ્લાઇડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી બ્રિટલેનેસ પરિસ્થિતિક પુરાવા ફોરેન્સિક એન્જિનિયરિંગ ફોરેન્સિક પોલિમર એન્જિનિયરિંગ ફોરેન્સિક વિજ્ઞાન ફ્રેક્ચર ફ્રેક્ટોગ્રાફી ફ્રેક્ચર મિકેનિક્સ ઓઝોન ક્રેકિંગ પોલિમર ડિગ્રેડેશન સ્કિડ માર્ક સ્ટ્રેસ કોરોઝન ક્રેકિંગ ટ્રેસ પુરાવા સંદર્ભો લેવિસ, પીટર રાયસ, રેનોલ્ડ્સ, કે, ગાગ, સી, ફોરેન્સિક મટિરીયલ્સ એન્જિનિયરિંગઃ કેસ સ્ટડીઝ, સીઆરસી પ્રેસ (2004). લેવિસ, પીટર રીસ ફોરેન્સિક પોલિમર એન્જિનિયરિંગઃ પોલિમર ઉત્પાદનો સેવામાં કેમ નિષ્ફળ જાય છે, બીજી આવૃત્તિ, વુડહેડ/એલ્સેવિયર (2016). ઇજનેરી શાખાઓ સામગ્રી વિજ્ઞાન સામગ્રી ઇજનેરી