天成照明帶你了解熱銷UVC燈珠材料結構

本年度在LED行業最熱門的產品莫過于UCV系列的紫外消毒光源了，上一篇給大家詳細解讀了什么是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對物質造成一定程度的損壞，我們怎么做出更穩定的人工UVC光源呢？本期帶大家一起了解我們針對UVC光源量產采用的材料。

我們先復習下UC紫外光的相關知識：

紫外線（UV）相對于可見光，光子能量更高，高能量光子可能對部分材料引起降解，產生物理或化學的變化（這個就是物品長期放在太陽底下曬很快就會老化，分解的道理）。

其中波長為200至280nm的紫外線輻射的子類UVC并不存在于地面的陽光中，因為低于？300 nm的波長光會被大氣中的臭氧層所吸收，所以一直以來有關UV-C降解材料的公開研究數據很少。

隨著UVC的殺菌消毒效果被廣泛認知，越來越多的產品會設計使用UVC作為消毒方案，這時候就需要我們了解包括高能紫外線UV-C光子在內的材料降解原理，并在做產品材質設計時將紫外降解的影響考慮在內以延長產品的使用壽命。

紫外線對三大類材料降解的原理：

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構的緊密堆積的原子構成，所有原子共享一個離域電子“云”。由于金屬具有高度可移動的電子，金屬是電和熱的良導體，并且容易干擾電磁輻射，例如光和無線電波。這解釋了為什么金屬不透明而反射一定程度的光，這是因為可以利用自由電子吸收光子能量，而不會經歷能量躍遷或鍵解離，所以金屬幾乎完全不受紫外線的影響。

2. 陶瓷

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

3. 石英

石英材料中非晶態二氧化硅（SiO2）是一種表現出離子鍵合和共價鍵結合的材料，能夠透過UVC，對紫外線行業來說非常重要。石英中紫外線吸收的主要機理與其中的雜質和缺陷有關。雜質比如鐵等金屬，這些金屬原子的電子可以被提升到更高的能級或從原子中釋放出來，因此可用于干擾電磁輻射，形成所謂的“色心”，并隨著時間的流逝降低玻璃的紫外線透明度。石英中也存在固有的原子缺陷，例如未鍵合的硅和氧原子，它們會吸收一定的真空紫外線（VUV）和UV-C。

4. 聚合物

聚合物包含多種材料，其特征在于長分子鏈，分子鏈纏結和相互連接，它們本身表現出共價鍵，通常含碳成分。共價鍵是兩個或多個原子之間的電子共享，以滿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體。與金屬和離子鍵相比，有機成分之間的共價鍵也相對較弱。因此，大多數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，從而打斷共價鍵，降解材料。通常具有碳-碳雙鍵的聚合物更容易受到紫外線降解而發生化學變化。

綜上所述，如何預防或減輕紫外線對材料的降解？

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光線的降解，延長燈珠壽命。陶瓷底座加聚合物填充，防止UV透過支架降解燈珠底部焊接材料，提高散熱性能，有效的提高了產品穩定性。發光部分我們選用的是高透光率的石英材料，石英玻璃的本質是抗uv的，而且還有過濾雜質能量的雙重功效，提高UV透光率和功效。采用UV難以降解的原材料進行生產，經過長時間的技術工藝打磨，現在已經全面實現可以量產的而且不影響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，采用有效方法進行揚長避短，UV也會造福人類~