天成照明帶你了解熱銷(xiāo)UVC燈珠材料結(jié)構(gòu)

本年度在LED行業(yè)最熱門(mén)的產(chǎn)品莫過(guò)于UCV系列的紫外消毒光源了，上一篇給大家詳細(xì)解讀了什么是UC, 以及紫外光殺毒消菌的原理，那么我們知道特定波段的紫外光哪怕是很微弱的能量也會(huì)對(duì)物質(zhì)造成一定程度的損壞，我們?cè)趺醋龀龈€(wěn)定的人工UVC光源呢？本期帶大家一起了解我們針對(duì)UVC光源量產(chǎn)采用的材料。

我們先復(fù)習(xí)下UC紫外光的相關(guān)知識(shí)：

紫外線(xiàn)（UV）相對(duì)于可見(jiàn)光，光子能量更高，高能量光子可能對(duì)部分材料引起降解，產(chǎn)生物理或化學(xué)的變化（這個(gè)就是物品長(zhǎng)期放在太陽(yáng)底下曬很快就會(huì)老化，分解的道理）。

其中波長(zhǎng)為200至280nm的紫外線(xiàn)輻射的子類(lèi)UVC并不存在于地面的陽(yáng)光中，因?yàn)榈陀冢?00 nm的波長(zhǎng)光會(huì)被大氣中的臭氧層所吸收，所以一直以來(lái)有關(guān)UV-C降解材料的公開(kāi)研究數(shù)據(jù)很少。

隨著UVC的殺菌消毒效果被廣泛認(rèn)知，越來(lái)越多的產(chǎn)品會(huì)設(shè)計(jì)使用UVC作為消毒方案，這時(shí)候就需要我們了解包括高能紫外線(xiàn)UV-C光子在內(nèi)的材料降解原理，并在做產(chǎn)品材質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)將紫外降解的影響考慮在內(nèi)以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

紫外線(xiàn)對(duì)三大類(lèi)材料降解的原理：

1. 金屬

金屬的特征在于金屬鍵合，金屬鍵合由排列成周期性晶格結(jié)構(gòu)的緊密堆積的原子構(gòu)成，所有原子共享一個(gè)離域電子“云”。由于金屬具有高度可移動(dòng)的電子，金屬是電和熱的良導(dǎo)體，并且容易干擾電磁輻射，例如光和無(wú)線(xiàn)電波。這解釋了為什么金屬不透明而反射一定程度的光，這是因?yàn)榭梢岳米杂呻娮游展庾幽芰?，而不?huì)經(jīng)歷能量躍遷或鍵解離，所以金屬幾乎完全不受紫外線(xiàn)的影響。

2. 陶瓷

陶瓷材料通過(guò)離子鍵合形成，周期性結(jié)構(gòu)排列的晶格包含帶正電和帶負(fù)電的離子。大多數(shù)陶瓷是金屬氧化物，少部分陶瓷是具有強(qiáng)共價(jià)鍵的氮化物，硼化物和碳化物。與金屬相反，陶瓷離子具有緊密結(jié)合的電子，因此它們具有高鍵合強(qiáng)度，可以承受極端溫度，通常具有極高的化學(xué)惰性并且是良好的電絕緣體。這種高的鍵合強(qiáng)度和化學(xué)惰性使陶瓷完全不受紫外線(xiàn)照射的影響。

3. 石英

石英材料中非晶態(tài)二氧化硅（SiO2）是一種表現(xiàn)出離子鍵合和共價(jià)鍵結(jié)合的材料，能夠透過(guò)UVC，對(duì)紫外線(xiàn)行業(yè)來(lái)說(shuō)非常重要。石英中紫外線(xiàn)吸收的主要機(jī)理與其中的雜質(zhì)和缺陷有關(guān)。雜質(zhì)比如鐵等金屬，這些金屬原子的電子可以被提升到更高的能級(jí)或從原子中釋放出來(lái)，因此可用于干擾電磁輻射，形成所謂的“色心”，并隨著時(shí)間的流逝降低玻璃的紫外線(xiàn)透明度。石英中也存在固有的原子缺陷，例如未鍵合的硅和氧原子，它們會(huì)吸收一定的真空紫外線(xiàn)（VUV）和UV-C。

4. 聚合物

聚合物包含多種材料，其特征在于長(zhǎng)分子鏈，分子鏈纏結(jié)和相互連接，它們本身表現(xiàn)出共價(jià)鍵，通常含碳成分。共價(jià)鍵是兩個(gè)或多個(gè)原子之間的電子共享，以滿(mǎn)足組成原子填充其最外層電子軌道。與金屬鍵相比，電子的共價(jià)共享是局部的（即，電子遷移僅限于最近的鍵合原子），因此聚合物幾乎總是電絕緣體和不良的熱導(dǎo)體。與金屬和離子鍵相比，有機(jī)成分之間的共價(jià)鍵也相對(duì)較弱。因此，大多數(shù)聚合物很容易因暴露于UV-C而降解。高能光子具有足夠的能量，可以將電子提升到更高的能級(jí)，從而打斷共價(jià)鍵，降解材料。通常具有碳-碳雙鍵的聚合物更容易受到紫外線(xiàn)降解而發(fā)生化學(xué)變化。

綜上所述，如何預(yù)防或減輕紫外線(xiàn)對(duì)材料的降解？

我們從原材料入手，支架使用氮化鋁材料加鍍金處理，能有效阻止UV光線(xiàn)的降解，延長(zhǎng)燈珠壽命。陶瓷底座加聚合物填充，防止UV透過(guò)支架降解燈珠底部焊接材料，提高散熱性能，有效的提高了產(chǎn)品穩(wěn)定性。發(fā)光部分我們選用的是高透光率的石英材料，石英玻璃的本質(zhì)是抗uv的，而且還有過(guò)濾雜質(zhì)能量的雙重功效，提高UV透光率和功效。采用UV難以降解的原材料進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)工藝打磨，現(xiàn)在已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)可以量產(chǎn)的而且不影響UVC殺毒消菌效果的UCV燈珠。只要我們能夠充分利用UV的特性，采用有效方法進(jìn)行揚(yáng)長(zhǎng)避短，UV也會(huì)造福人類(lèi)~