Analysis of the elemental composition of glass fragments by LA-ICP-MS method. Part II : subsurface layers in container glass

2018
journal article
article
dc.abstract.enLaser ablation inductively coupled plasma with mass spectrometry (LA-ICP-MS) is versatile method for direct analysis of elemental composition of glass fragments. Good spatial and depth resolutions of the method allow for mapping and depth profiling of layers within the sample. Container glass is not homogenous material and subsurface layers can be enriched in elements introduced during manufacture (i.a. hot-end coatings) and leached due to corrosion processes in moisture conditions. The research was focused on intra- and inter-object variability of container glass, especially in relation to elemental composition of subsurface layers. Durability of subsurface layers in container glass was checked during exposition to different environment. The research shows that information about elemental composition of subsurface layers can be additional and useful feature in comparative analysis of glass fragments. Inter-object variability of subsurface layers is connected with content of several oxides (SnO2, ZrO2, HfO2, Fe2O3 and CuO). Whereas, intra-object variability of glass objects is connected especially with differences in composition of external and internal subsurface layers in glass containers. Moisture, water, and acidic environment lead to changes in elemental composition of subsurface layers. Corrosion changes in glass can generate type I errors. It has been found that corrosion changes primarily affect the content of alkaline components. Nevertheless, it is possible to detect the characteristic components in subsurface layers using the LA-ICP-MS method even after prolonged exposure to corrosive agents. SnO2 film in subsurface layers can be found in the majority of colorless container glasses, while it is a rare feature in green and brown bottles. The increased content of ZrO2 in subsurface layers is a rare feature and it is more important feature during interpretation of physiochemical data.pl
dc.abstract.plSpektrometria mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej po ablacji laserowej (LA-ICP-MS) jest stosowana w bezpośrednich pomiarach składu pierwiastkowego mikrookruchów szkła. Metoda charakteryzuje się dobrą rozdzielczością przestrzenną, co pozwala na prowadzenie pomiarów dla poszczególnych warstw badanego obiektu. Szkło opakowaniowe nie jest materiałem jednorodnym, a warstwy przypowierzchniowe mogą zawierać pierwiastki charakterystyczne dla procesów technologicznych (np. uszlachetnianie), jak również mogą ulegać zmianom korozyjnym przy dostępie do wilgoci. Celem badań było określenie zmienności wewnątrz- i między-obiektowej szkła opakowaniowego w odniesieniu do składu chemicznego warstw przypowierzchniowych. Sprawdzono przy tym częstość występowania charakterystycznych warstw przypowierzchniowych w populacji szkła opakowaniowego oraz trwałość takich warstw w obiektach przechowywanych w różnych warunkach otoczenia. Wyniki badań wykazały, że informacje o składzie pierwiastkowym warstw przypowierzchniowych może być przydatną cechą w analizie porównawczej. Zmienność między-obiektowa takich warstw dotyczy zawartości kilku składników: SnO2, ZrO2, HfO2, Fe2O3 i CuO. Natomiast zmienność wewnątrz-obiektowa obiektów szklanych dotyczy głównie różnic pomiędzy warstwami wewnętrznymi i przypowierzchniowymi. Wilgoć, woda, a szczególnie środowisko kwasowe prowadzą do zmian w składzie pierwiastkowym warstw przypowierzchniowych i zmiany korozyjne mogą generować błędy typu I. Stwierdzono, że zmiany korozyjne wpływają przede wszystkim na zawartość składników alkalicznych. Niemniej jednak nawet po długotrwałym działaniu czynników korozyjnych możliwe jest wykrycie charakterystycznych składników warstw przypowierzchniowych metodą LA-ICP-MS. Film SnO2 w warstwach przypowierzchniowych występuje w większości bezbarwnych opakowań szklanych, natomiast jest cechą rzadką w zielonych i brązowych butelkach. Z kolei podwyższona zawartość ZrO2 w warstwach przypowierzchniowych jest cechą rzadką i jest bardziej istotna z punktu widzenia interpretacji wyników analiz.pl
dc.affiliationWydział Prawa i Administracji : Katedra Kryminalistykipl
dc.contributor.authorWilk, Dariusz - 102995 pl
dc.contributor.authorBulska, Ewapl
dc.date.accession2018-10-30pl
dc.date.accessioned2018-11-14T09:10:17Z
dc.date.available2018-11-14T09:10:17Z
dc.date.issued2018pl
dc.date.openaccess0
dc.description.accesstimew momencie opublikowania
dc.description.additionalArt. w 2 wersjach językowych: tekst w j. ang. (s. 5-21) i pol. (s. 22-30). Bibliogr. s. 19-21pl
dc.description.physical5-30pl
dc.description.points14pl
dc.description.publication1,39pl
dc.description.versionostateczna wersja wydawcy
dc.description.volume111pl
dc.identifier.issn1230-7483pl
dc.identifier.projectROD UJ / OPpl
dc.identifier.urihttps://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/60130
dc.identifier.weblinkhttp://www.forensicscience.pl/pfs/111_Wilk2.pdfpl
dc.languageengpl
dc.language.containerengpl
dc.participationWilk, Dariusz: 85%;pl
dc.rightsUdzielam licencji. Uznanie autorstwa - Użycie niekomercyjne - Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowa*
dc.rights.licenceOTHER
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/legalcode.pl*
dc.share.typeotwarte czasopismo
dc.subject.englass fragmentspl
dc.subject.encontainer glasspl
dc.subject.enlaser ablationpl
dc.subject.ensubsurface layerspl
dc.subject.englass corrosionpl
dc.subject.plmikrookruchy szkłapl
dc.subject.plszkło opakowaniowepl
dc.subject.plablacja laserowapl
dc.subject.plwarstwy przypowierzchniowepl
dc.subject.plkorozja szkłapl
dc.subtypeArticlepl
dc.titleAnalysis of the elemental composition of glass fragments by LA-ICP-MS method. Part II : subsurface layers in container glasspl
dc.title.alternativeAnaliza składu pierwiastkowego mikrookruchów szkła metodą LA-ICP-MS. Część 2 : Warstwy przypowierzchniowe w szkle opakowaniowympl
dc.title.journalProblems of Forensic Sciences = Z Zagadnień Nauk Sądowychpl
dc.typeJournalArticlepl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.enpl
Laser ablation inductively coupled plasma with mass spectrometry (LA-ICP-MS) is versatile method for direct analysis of elemental composition of glass fragments. Good spatial and depth resolutions of the method allow for mapping and depth profiling of layers within the sample. Container glass is not homogenous material and subsurface layers can be enriched in elements introduced during manufacture (i.a. hot-end coatings) and leached due to corrosion processes in moisture conditions. The research was focused on intra- and inter-object variability of container glass, especially in relation to elemental composition of subsurface layers. Durability of subsurface layers in container glass was checked during exposition to different environment. The research shows that information about elemental composition of subsurface layers can be additional and useful feature in comparative analysis of glass fragments. Inter-object variability of subsurface layers is connected with content of several oxides (SnO2, ZrO2, HfO2, Fe2O3 and CuO). Whereas, intra-object variability of glass objects is connected especially with differences in composition of external and internal subsurface layers in glass containers. Moisture, water, and acidic environment lead to changes in elemental composition of subsurface layers. Corrosion changes in glass can generate type I errors. It has been found that corrosion changes primarily affect the content of alkaline components. Nevertheless, it is possible to detect the characteristic components in subsurface layers using the LA-ICP-MS method even after prolonged exposure to corrosive agents. SnO2 film in subsurface layers can be found in the majority of colorless container glasses, while it is a rare feature in green and brown bottles. The increased content of ZrO2 in subsurface layers is a rare feature and it is more important feature during interpretation of physiochemical data.
dc.abstract.plpl
Spektrometria mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej po ablacji laserowej (LA-ICP-MS) jest stosowana w bezpośrednich pomiarach składu pierwiastkowego mikrookruchów szkła. Metoda charakteryzuje się dobrą rozdzielczością przestrzenną, co pozwala na prowadzenie pomiarów dla poszczególnych warstw badanego obiektu. Szkło opakowaniowe nie jest materiałem jednorodnym, a warstwy przypowierzchniowe mogą zawierać pierwiastki charakterystyczne dla procesów technologicznych (np. uszlachetnianie), jak również mogą ulegać zmianom korozyjnym przy dostępie do wilgoci. Celem badań było określenie zmienności wewnątrz- i między-obiektowej szkła opakowaniowego w odniesieniu do składu chemicznego warstw przypowierzchniowych. Sprawdzono przy tym częstość występowania charakterystycznych warstw przypowierzchniowych w populacji szkła opakowaniowego oraz trwałość takich warstw w obiektach przechowywanych w różnych warunkach otoczenia. Wyniki badań wykazały, że informacje o składzie pierwiastkowym warstw przypowierzchniowych może być przydatną cechą w analizie porównawczej. Zmienność między-obiektowa takich warstw dotyczy zawartości kilku składników: SnO2, ZrO2, HfO2, Fe2O3 i CuO. Natomiast zmienność wewnątrz-obiektowa obiektów szklanych dotyczy głównie różnic pomiędzy warstwami wewnętrznymi i przypowierzchniowymi. Wilgoć, woda, a szczególnie środowisko kwasowe prowadzą do zmian w składzie pierwiastkowym warstw przypowierzchniowych i zmiany korozyjne mogą generować błędy typu I. Stwierdzono, że zmiany korozyjne wpływają przede wszystkim na zawartość składników alkalicznych. Niemniej jednak nawet po długotrwałym działaniu czynników korozyjnych możliwe jest wykrycie charakterystycznych składników warstw przypowierzchniowych metodą LA-ICP-MS. Film SnO2 w warstwach przypowierzchniowych występuje w większości bezbarwnych opakowań szklanych, natomiast jest cechą rzadką w zielonych i brązowych butelkach. Z kolei podwyższona zawartość ZrO2 w warstwach przypowierzchniowych jest cechą rzadką i jest bardziej istotna z punktu widzenia interpretacji wyników analiz.
dc.affiliationpl
Wydział Prawa i Administracji : Katedra Kryminalistyki
dc.contributor.authorpl
Wilk, Dariusz - 102995
dc.contributor.authorpl
Bulska, Ewa
dc.date.accessionpl
2018-10-30
dc.date.accessioned
2018-11-14T09:10:17Z
dc.date.available
2018-11-14T09:10:17Z
dc.date.issuedpl
2018
dc.date.openaccess
0
dc.description.accesstime
w momencie opublikowania
dc.description.additionalpl
Art. w 2 wersjach językowych: tekst w j. ang. (s. 5-21) i pol. (s. 22-30). Bibliogr. s. 19-21
dc.description.physicalpl
5-30
dc.description.pointspl
14
dc.description.publicationpl
1,39
dc.description.version
ostateczna wersja wydawcy
dc.description.volumepl
111
dc.identifier.issnpl
1230-7483
dc.identifier.projectpl
ROD UJ / OP
dc.identifier.uri
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/60130
dc.identifier.weblinkpl
http://www.forensicscience.pl/pfs/111_Wilk2.pdf
dc.languagepl
eng
dc.language.containerpl
eng
dc.participationpl
Wilk, Dariusz: 85%;
dc.rights*
Udzielam licencji. Uznanie autorstwa - Użycie niekomercyjne - Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowa
dc.rights.licence
OTHER
dc.rights.uri*
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/legalcode.pl
dc.share.type
otwarte czasopismo
dc.subject.enpl
glass fragments
dc.subject.enpl
container glass
dc.subject.enpl
laser ablation
dc.subject.enpl
subsurface layers
dc.subject.enpl
glass corrosion
dc.subject.plpl
mikrookruchy szkła
dc.subject.plpl
szkło opakowaniowe
dc.subject.plpl
ablacja laserowa
dc.subject.plpl
warstwy przypowierzchniowe
dc.subject.plpl
korozja szkła
dc.subtypepl
Article
dc.titlepl
Analysis of the elemental composition of glass fragments by LA-ICP-MS method. Part II : subsurface layers in container glass
dc.title.alternativepl
Analiza składu pierwiastkowego mikrookruchów szkła metodą LA-ICP-MS. Część 2 : Warstwy przypowierzchniowe w szkle opakowaniowym
dc.title.journalpl
Problems of Forensic Sciences = Z Zagadnień Nauk Sądowych
dc.typepl
JournalArticle
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
0
Views per month
Downloads
wilk_bulska_analysis_of_the_elemental_composition_of_glass_fragments_la-icp-ms_method_part_2_2017.pdf
6
wilk_bulska_analysis_of_the_elemental_composition_of_glass_fragments_la-icp-ms_method_part_2_2017.odt
2