光盘老化衰变原因解析

光盘（CD-R）是一种新型的存储数字信息的介质，它利用激光束使薄膜材料(光盘)中的局部光学参数发生变化，将这些信息记录在光盘上，需要时，再利用激光将信息显示出来。目前的实用光盘有两种基本结构，空气夹层式和直接密封式。

光盘具有以下几种特点：1.高存储密度；2.高检索速度；3.数字化存储；4.可和通信设备相连；5.可同时存储档案原件全文和档案的二次文献目录、索引等；6.存取单元价格低；7.信息存储可靠性高；8.使用寿命长，信息质量较高。由于以上诸多优点，所以光盘的应用非常广泛，但同时也存在着老化、衰变、失效等问题，下面就光盘老化衰变原因进行分析讨论。

光盘老化衰变受材质和环境因素影响。

材质因素

光盘主要由保护层、记录介质、片基、胶层等组成。材质因素决定了光盘老化衰变的难易程度。

1.光盘盘基材料可分为金属和非金属两种，其中金属主要为铝、铝合金、铜等；非金属主要有石英材料和高分子材料。金属光盘盘基的特点是不易变形、不破碎，不足之处是在高温高湿下易氧化、锈蚀。非金属材料盘基有些需经特殊处理，易加工，但易老化，应加强防护，注意防光照、防高温。

2.光盘的记录介质材料。主要有碲等金属记录材料、高分子聚合物记录材料、磁光记录材料、相变记录材料等。

金属记录材料主要有碲、硒、铋、锗等，一般采用碲或碲合金膜。碲有熔点低、导热率小，光吸收率大，烧蚀性好，有良好的孔型，能实现高密度记录等优点，但同时存在化学稳定性差，易被氧化、被酸腐蚀，使光盘出错率上升等缺点。光盘衰变是由碲膜烧蚀层氧化引起，氧化降低了烧蚀层的吸收，破坏了消反射条件，从而降低了灵敏度和播放对比度。高分子聚合物记录材料形成的影像，稳定性较好，具有一定的耐酸、耐氧化、耐腐蚀性能。磁光记录材料保存时需要防光、防高温。

环境因素

据美国某实验室试验，在一般室内温湿度和黑暗的环境下存储，刻录式光盘的预期寿命大约可在100年以上。柯达公司的试验结果为：存放在黑暗、温度25℃、相对湿度40%的环境中，95%的光盘寿命可超过200年。据估计，正常存储条件下，如果存放在办公室或家庭环境下，其寿命至少也有100年，如果存放条件恶劣，就会导致光盘的寿命降低，但保守估计也有30年。下面就几种影响光盘老化衰变的主要原因进行分析。

1.温湿度。在一般的温湿度条件下，光盘产生物理和化学变化很缓慢，在条件好的档案库房产生老化衰变将会非常缓慢，不易受温湿度影响。但在长期高温高湿状况下或温湿度变化幅度很大且频繁的环境下，则温湿度会影响染色层的性能以及各层之间的粘合度，造成染色层与透明层的脱落。据有关试验报道，柯达公司对CD-R金盘和银盘做了寿命测试(温度23℃~100℃，相对湿度3%~50%)，测试结果表明金盘的预期寿命较长，而银盘测试中，在80℃/RH85%的环境下，银是一种不稳定金属，在不到3个星期的测试时间内银盘寿命即告终止，样品在测试过程中出现了腐蚀、起泡、斑点腐蚀现象。(注：此处所指的“寿命”为加速老化试验时，错误检测修正系统检测处理读出错误，当“块错误速率”达到50时，认为光盘寿命结束。)对不同公司生产的各类染料的CD-R光盘进行实验，在高温高湿环境下加速老化100小时，测量表明：不同样本的寿命存在差别，但相同样本内同类型染料盘片之间没有出现明显的差别。

2.光照时间。强烈的光线(主要是紫外线)会使光盘中的染色层产生化学变化，使未受刻录激光束照射的非暗点变暗，减少暗点和非暗点之间的对比度，造成暗点和非暗点易混淆，记录数据读不出来，或读出的数据不正确，影响数据的读取。各种类型的盘片由于染料和金属对紫外线的敏感性差别很大，其中含氮染料和花菁染料产生的错误不可改正，有些情况盘片完全不能被读取，有实验表明：花菁染料或含氮染料盘其最短暴露时间是4小时，届时寿命就终止了，最长时间也不超过32小时。酞菁染料盘片防光照效果较好，照射时间达100多小时也未出现寿命终止。不同金属的反射层暴露在紫外线下的测试结果为：反射层是金或金与银的合金的盘片未出现寿命终止现象。

3.机械性损伤。机械性损伤也能影响光盘的寿命，如挤压、扭动、冲击、擦伤等，会使光盘变形，变形后的光盘信息不能再现。光盘反射层外的保护层很薄，如果伤及到记录层，所存的数据就会受到损坏，因而也会影响其寿命。光盘的这种耐机械性损伤能力较差，在保存中应尤其注意。

4.其他外界因素。由于外来能量的辐照，如核能、X射线及高电厂等引起光盘失效。另外，污染的空气、灰尘及真菌都会对光盘造成危害。有关实验研究表明：一般光盘抗酸性气体的能力较好，但对臭氧等氧化性气体的抵抗力较差，这类氧化性气体会氧化光盘的记录膜。同时，使用中的电流能电腐蚀记录膜，而在膜面出现针孔，使误码率增高。灰尘对光盘同样存在影响，灰尘中的尘埃影响光盘表面的清洁度，尘粒的摩擦会使光盘的保护层受到磨损，灰尘还能吸附空气中的酸性或碱性物质，可能会对其保护层有影响。尤其是灰尘中携带的真菌，更是一个潜在的危险敌人。有消息报道，发现一种不知名的真菌，可使光盘变得透明，能“吃掉”光盘的铝质反光层和合成树脂，导致光盘内存储信息丢失，完全不能使用。另外光盘在使用中高速旋转时，与中心相比，自重边缘会使光盘表面塌边。这种倾向增大时，会使光轴偏离而使信息检不出。

综上所述，外部环境、外力作用等外来因素对光盘产生的影响不容忽视，为了避免不必要的损失，光盘的存储环境要有严格的限制，同时在使用过程中，要注意不要磨损，保护其保护层，对光盘要定时检测、备份，这样才能更好地利用光盘存储档案。光盘的老化衰变是不可避免的，加速老化实验可以说明一定问题，但真正的结果只有等待时间和事实来证明。

(作者单位：山东省淄博市委党校255001国家档案局科研所 100032)