光學(xué)儀器和器材的防潮防霉防氧化問題
光學(xué)儀器和器材的防潮防霉防氧化問題
光學(xué)儀器和器件的運(yùn)用十分廣泛，除了照相機(jī)，攝像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，顯微鏡，內(nèi)窺鏡，水準(zhǔn)儀，經(jīng)緯儀等民用產(chǎn)品外，也廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事方面，如紅外制導(dǎo)，激光制導(dǎo)武器和夜視設(shè)備等?，F(xiàn)代的光學(xué)儀器和器件已不僅僅局限于光學(xué)鏡頭，還包含了電子電器設(shè)備，精密機(jī)械，磁光膠等記錄設(shè)備和材料等?，F(xiàn)代光學(xué)儀器和器件均是精密產(chǎn)品，對(duì)使用和存放的環(huán)境的相對(duì)濕度有較高的要求。
一、潮濕、霉菌、氧化腐蝕及工業(yè)廢氣的危害
空氣相對(duì)濕度的高低,平時(shí)并不易人注意,由于對(duì)這方面的了解不深入和缺乏必要的防護(hù)措施,因而潮濕和霉菌和金屬氧化所造成的損害隨時(shí)在靜悄悄地發(fā)生,不斷造成損失。據(jù)有關(guān)資料1989年統(tǒng)計(jì)記載,因潮濕霉菌和氧化腐蝕造成的損失約為世界各國(guó)總產(chǎn)值的3-4%,美國(guó)為700億美元(其中**裝備物資損失50-60億美元),英國(guó)為16億英鎊,日本為110億美元,原西德為190億馬克,我國(guó)為300億元人民幣。
在高濕環(huán)境下,潮濕對(duì)工業(yè)產(chǎn)品及其它物品的危害主要表現(xiàn)為非金屬制品產(chǎn)生霉變和潮解,金屬制品產(chǎn)生銹蝕等腐蝕現(xiàn)象。
二、霉菌的發(fā)生與危害
1,霉菌的發(fā)生
霉菌種類異常繁多,它們包括真菌門中的子囊菌綱、藻狀菌綱、不完全菌綱等,其中,對(duì)工業(yè)材料有侵襲作用的有四萬余種。
霉菌傳播主要依*孢子,孢子呈微小粉末狀,肉眼不易觀察到。孢子從霉菌中彈射出來,由于其體積小,重量輕,隨空氣氣流運(yùn)動(dòng)和塵埃以及人體和物體的移動(dòng)四處漂浮。孢子有平整的表面,能長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中,凡是空氣可以流通的地方,孢子均可侵入,孢子在流動(dòng)過程中,一但遇到適宜發(fā)育的環(huán)境,即可被生長(zhǎng)繁殖,傳宗接代,也就是常說的長(zhǎng)霉了。
2,物品長(zhǎng)霉的條件
1),濕度:環(huán)境相對(duì)濕度大于60%霉菌即可生長(zhǎng)。大于RH65%時(shí),生長(zhǎng)加快,濕度達(dá)RH80-95%時(shí),是霉菌的高發(fā)環(huán)境。
2),溫度:霉菌菌絲體在8度以上環(huán)境溫度即可生長(zhǎng),12度以上生長(zhǎng)加快,當(dāng)溫度在10度以上,濕度在60%以上的環(huán)境下,霉菌即可對(duì)物品造成危害。當(dāng)溫度在20-35度,濕度在75-95%時(shí),霉菌即可呈爆發(fā)性生長(zhǎng)。
3),營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):霉菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要的量很少,碳、氮、鉀、磷、硫、鎂等是霉菌的必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),霉菌還能吸收所有的無機(jī)鹽來源的基本元素。當(dāng)物品含有上述霉菌所需的營(yíng)養(yǎng)成份,而環(huán)境的溫度濕度又適宜孢子發(fā)育時(shí),即可長(zhǎng)霉。
3,可被霉菌侵襲破壞的物品種類
霉菌主要通過對(duì)物品的分解,造成物品的損壞?？杀幻咕纸獾奈锲酚?
1),天然物質(zhì):纖維材料(竹木、紙張、棉麻草本植物及其它天然纖維),動(dòng)植物制品(絲綢、毛制品、皮革等),天然橡膠,油脂和油以及以動(dòng)植物為原料制成的膠。
2),合成材料:塑料(聚氯乙烯、聚氨脂類樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯樹脂等),乳膠涂料及粘結(jié)劑,油漆(某些組份),氯丁橡膠等。
有興趣的讀者，可以閱讀認(rèn)識(shí)潮濕危害與霉菌危害這篇文章。
三,金屬氧化腐蝕的發(fā)生與危害
金屬的氧化腐蝕過程就是空氣中的水分、氧氣導(dǎo)致金屬產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)的過程。反應(yīng)的結(jié)果使金屬結(jié)構(gòu)因氧化腐蝕產(chǎn)生變化,酥松、起層、粉化,致使失去金屬應(yīng)有的性狀。而鋼鐵因腐蝕發(fā)生的性狀改變,就是常言所講的”生銹”。
科學(xué)研究證明,金屬氧化腐蝕的空氣相對(duì)濕度臨界值,鋼為70%,銅為60%,鋁為76%,鐵為63%,鋅為60%。將金屬存放于該臨界值以上的環(huán)境中,氧化腐蝕速度隨空氣相對(duì)濕度值的增加而不斷加速。
四，潮濕、霉菌、氧化腐蝕對(duì)光學(xué)儀器和器件的危害及防護(hù)要求
1,光學(xué)鏡頭
光學(xué)鏡頭是光學(xué)儀器的主要器件?，F(xiàn)代光學(xué)鏡頭為提高性能,在鏡頭表面均敷有多層由高分子材料構(gòu)成的膜。這一層合成材料為霉菌的生長(zhǎng)繁殖提供了豐富的營(yíng)養(yǎng),霉菌在光學(xué)鏡頭表面分解膜的成份進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖,菌絲體呈樹枝狀在鏡頭表面漫延,使鏡頭透光和成象性能變差,直至菌絲體覆蓋整個(gè)鏡頭。霉菌還能利用鏡頭玻璃體中的無機(jī)鹽成份提供營(yíng)養(yǎng),因此菌絲體還向玻璃體內(nèi)縱向侵蝕,滲透發(fā)展。光學(xué)鏡頭一般都由多個(gè)鏡片構(gòu)成,霉菌菌絲體不僅在鏡片的表面生長(zhǎng),還通過鏡片邊沿漫延到鏡片背面,使鏡片兩面長(zhǎng)霉而無法清除。并且,霉菌通過漫延和彈射孢子的方式在多片鏡片之間傳染,使鏡頭失去使用價(jià)值而無法挽救，導(dǎo)致報(bào)廢。
霉菌在鏡頭表面繁殖初期,憑肉眼不易觀察到。當(dāng)能用肉眼看到時(shí),一般已造成一定的損壞。發(fā)現(xiàn)得非常及時(shí)的,可用專用藥水清洗鏡頭表面,遲一些的,菌絲體已切入鏡頭玻璃體,即使清洗,所造成的切痕損壞已無法補(bǔ)救。對(duì)已侵入鏡片背面的鏡頭,雖也可拆開鏡頭進(jìn)行清洗,但已造成的損失仍不可挽回,光學(xué)鏡頭出廠均經(jīng)過精密調(diào)校。一般維修店因無技術(shù)條件,拆開后再裝回的鏡頭性能將受影響。并且,清洗鏡頭費(fèi)用昂貴,以照相機(jī)鏡頭為例,清洗費(fèi)用有時(shí)高達(dá)鏡頭本身購(gòu)置費(fèi)用的30%。此外,如清洗不徹底,當(dāng)時(shí)不易發(fā)現(xiàn),今后還會(huì)復(fù)發(fā)。要保證光學(xué)鏡頭的安全，應(yīng)將鏡頭存放在相對(duì)濕度在40%左右的環(huán)境中。
?。?，電子電器設(shè)備
電子電器設(shè)備目前已成為現(xiàn)代光學(xué)儀器實(shí)現(xiàn)功能的一部分。電子電器產(chǎn)品都要求在干燥條件下存放。在高濕環(huán)境下，會(huì)造成絕緣等級(jí)下降，整機(jī)故障，其元器件如電容器受潮后容量會(huì)減少,集成電路等受潮后易產(chǎn)生內(nèi)部故障;潮濕還會(huì)使計(jì)算機(jī)CPU及板卡金手指及電子器材的引腳和接插件氧化,導(dǎo)致接觸不良或焊結(jié)性變差,晶體產(chǎn)生氧化等。將電子電器設(shè)備存放于相對(duì)濕度40%的環(huán)境中，可保證安全。
?。?，精密機(jī)械、高亮度金屬
光學(xué)儀器的結(jié)構(gòu)部件，測(cè)量及運(yùn)動(dòng)部件等往往都屬于精密機(jī)械加工產(chǎn)品，有些光學(xué)儀器還要高亮度金屬來配合完成任務(wù)。這些精密機(jī)械在高濕環(huán)境下會(huì)被氧化腐蝕，造成失準(zhǔn)、精度下降、亮度降低、導(dǎo)致工作性能下降甚至報(bào)廢,
?。矗跋衲z片
影像膠片是光學(xué)儀器的采集信號(hào)的傳統(tǒng)記錄手段。影像膠片均由高分子材料片基和表面敷涂的有機(jī)感光材料構(gòu)成,適宜霉菌分解。特別是表面的感光藥膜最易受霉菌侵襲。影像膠片乳膠層感光藥膜還極易受潮發(fā)生水解,損壞膠片圖象,長(zhǎng)霉后,霉菌排泄的草酸類物質(zhì)能侵蝕銀影顆粒和染料影象。染料影象在高濕條件下亦會(huì)自行水解,高濕度也促使影片上殘留化學(xué)藥品破壞畫面?？諝庵械挠泻怏w如硫化物、過氧化物等,即使?jié)舛群艿?也會(huì)構(gòu)成有害影響。過氧化物是引起銀影象顆粒被氧化主要原因,使膠態(tài)銀形成帶色的沉積斑。其它如油漆揮發(fā)氣和活性化合物都會(huì)損壞片基和影象。此外,有化學(xué)活性的塵埃還會(huì)使畫面褪色或形成污斑。某些保存2-20年的縮微負(fù)片上出現(xiàn)了細(xì)微的色斑或污痕,是由于銀影象局部氧化,致使膠態(tài)銀呈現(xiàn)紅色或黃色斑點(diǎn)。這是由空氣中的氧、水氣和大氣中的有害氣體過氧化物、臭氧、二氧化硫、硫化氫和其它工業(yè)廢氣所導(dǎo)致。
影像膠片在存放中,本身還會(huì)釋放出一種名為乙酸的氣體,在乙酸的腐蝕作用下,膠片上的黃色首先開始變壞,然后是所有的顏色開始變色和剝落,最后底片本身也受到損壞。這個(gè)損壞過程稱為"乙酸綜合癥"。因此,影像膠片不僅需防潮,還需在凈化環(huán)境中保存。
低濕環(huán)境可以避免影像膠片長(zhǎng)霉和減緩影象染料褪色,但濕度過低或濕度頻繁的周期變化,又會(huì)降低片基和乳劑層的附著性,出現(xiàn)膠片邊緣剝落、曲卷、乳劑層龜裂等現(xiàn)象。而高溫環(huán)境會(huì)使交朋友色彩發(fā)灰,喪失層次。
理想的攝影膠片長(zhǎng)期保存環(huán)境是相對(duì)濕度40%,溫度1-8攝氏度,環(huán)境空氣凈化。
影像膠片保存國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):
照片檔案管理規(guī)范GB/T
6.1.1條保存底片的適宜溫濕度為:溫度13-15℃,相對(duì)濕度35-45%。
6.1.2條保存照片的適宜溫濕度為:溫度14-24℃,相對(duì)濕度40-60%。
6.4.3條庫(kù)房?jī)?nèi)晝夜相對(duì)濕度變化不大于±5%。
已加工電影安全膠片的貯存技術(shù)GB-9049
6.1.1條中期貯存條件(至少保存10年)
6.1.2條長(zhǎng)期貯存條件(永久性保存)
感光層片基類型濕度溫度℃感光層片基類型濕度℃溫度
黑白影片纖維樹炙片基40-60%<20黑白影片纖維樹炙片基15-50<20
黑白影片聚酯片基40-60%<20黑白影片聚酯片基30-50<20
彩色影片纖維樹炙片基40-60%<5彩色影片纖維樹炙片基15-40<5
彩色影片聚酯片基40-60%<5彩色影片聚酯片基25-40<5
注:該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中期貯存條件的上限放寬到60%,否則該標(biāo)準(zhǔn)無法執(zhí)行。但從霉菌的發(fā)生條件可看出,60%已屬不安全范圍。而實(shí)際上只要把環(huán)境相對(duì)濕度控制在40%,就能達(dá)到安全貯存的目的。
４，磁記錄材料
磁記錄材料是現(xiàn)代光學(xué)儀器采集數(shù)據(jù)的常用記錄載體。磁記錄材料由高分子材料制成帶基,其內(nèi)含有的增塑劑、分散劑等，均適宜霉菌分解吸收。
磁記錄材料受潮,還會(huì)使磁粉脫落;長(zhǎng)霉,使帶基受到侵蝕,二者均會(huì)造成記錄的數(shù)據(jù)信號(hào)丟失。脫落的磁粉和菌絲體還會(huì)堵塞計(jì)算機(jī)、攝錄像機(jī)的磁頭,使機(jī)器不能正常工作,此外,霉菌還可通過磁頭進(jìn)行傳染。
現(xiàn)在,一般對(duì)磁記錄材料記錄的信息都采用定時(shí)重新拷貝的辦法來預(yù)防受潮發(fā)霉對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)造成損失,但費(fèi)時(shí)而又麻煩,并有局限。如加密磁盤無法復(fù)制;錄音錄像帶復(fù)制后會(huì)造成質(zhì)量下降,多次復(fù)制后音像質(zhì)量會(huì)十分低劣,以至不能滿足要求。要保證磁記錄材料的安全，應(yīng)將磁記錄材料存放在相對(duì)濕度在40%左右的環(huán)境中。
空氣中的二氧化硫、硫化氫、氮氧化物、一氧化碳、氯氣、臭氧等工業(yè)廢氣也會(huì)對(duì)磁記錄材料造成損壞。其中影響最大的是二氧化硫和硫化氫。目前,城市空氣污染現(xiàn)象較普遍,為防止信息丟失,磁記錄材料還應(yīng)在凈化空間中保存。
對(duì)于需要進(jìn)行十年以上長(zhǎng)期保存的磁記錄材料,則需按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保存。
計(jì)算站場(chǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2887
4.10.3條媒體的存放條件4.12.2.1條腐蝕性氣體環(huán)境分級(jí)
紙媒體磁帶磁盤A級(jí)B級(jí)
已記錄未記錄已記錄未記錄二氧化硫≤0.15≤1
溫度5-50<325-504-51.5硫化氫≤0.01≤0.1
濕度40-70%20-808-80%mg/m3
注:該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)貯存條件的上限放寬到80%,否則該標(biāo)準(zhǔn)無法執(zhí)行。但從霉菌的發(fā)生條件可看出,實(shí)際上80%已屬不安全范圍。而實(shí)際上只要把環(huán)境相對(duì)濕度控制在40%,就能達(dá)到安全貯存的目的。
?。?光記錄電子信息媒體
光記錄也是現(xiàn)代光學(xué)儀器采集數(shù)據(jù)的常用記錄載體。光記錄是通過在光盤表面刻錄或燒錄的方式記錄信號(hào)，再通過鋁膜來反射信號(hào),光盤機(jī)通過激光光束照射光盤鋁膜，再通過對(duì)光線的反射產(chǎn)生不同的反光來讀取數(shù)據(jù)，因此光盤能否正常讀取,反光鋁膜的亮度至關(guān)重要,要求很高。但是,光盤的表面塑料保護(hù)膜具有穿透微量水份的性質(zhì),在高濕環(huán)境下鋁膜的亮度就會(huì)因水份所產(chǎn)生的電化學(xué)作用而氧化,從而導(dǎo)致亮度降低,致使光盤不能讀出或讀錯(cuò)信號(hào),造成不能正常播放使用而報(bào)廢。此外霉菌亦可在光盤的塑料表面生長(zhǎng)。因此為防氧化,將光盤存放于相對(duì)濕度40%的環(huán)境中，可保證安全。
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