如何避免无法写入的 CD 和 DVD？

Question

总结：可写光盘在使用前的保质期相对较短（与记录在光盘上的数据的使用寿命相比）。为什么？如何避免积压大量无法写入的未使用光盘？

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背景

六年前，我囤积了大量 DVD-R，一直使用着，没有出现任何问题。但前几天，一张又一张的光盘在写入或验证过程中出现故障；不同的品牌、未开封的光盘盒中的光盘，在不同的计算机上写入。我尝试了一批稍新的光盘，一切正常。

人们经常吹嘘可写光盘上记录的数据可以保存数十年。我错误地认为你可以随时在光盘上写入数据。事实证明，虽然退化是一个漫长而缓慢的过程，获取光盘上数据的机会是有限的。 在光盘使用寿命的早期，数据层材料就失去了记录数据的能力。

关于光盘寿命和制造商数据汇总的研究有很多。已发布的寿命数据通常如下这些来自光存储技术协会：

Unrecorded CD-R: 5-10 years
Recorded CD-R: 50-200 years
Unrecorded DVD-R: 5-10 years ^[1]
Recorded DVD-R: 30-100 years

^{[1] OSTA 没有列出未录制 DVD-R 的预计保质期，但图书馆和信息资源委员会列出了与 CD-R 相同的 5-10 年，因此如上所示。}

注意美国国家标准与技术研究所和国会图书馆进行的测试仅用这些数字的一小部分来估计寿命。这里的重点不是具体数字，而是未记录的保质期与数据存档寿命之间的关系。

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问题

显然，只要将光盘视为易腐烂商品，就可以避免拥有大量无法写入的光盘 - 不要购买超过使用量，以免损坏，并将它们存放在理想的条件下。我的基本问题是，我们能做得更好吗？两个部分：

1. 问题的本质是什么？ 例如：

   • 为什么它们变得无法写入？
   • 这是最终导致它们无法读取的同一退化过程的一部分吗，还是一种独立的现象？
   • 这是所有不同染料层材料的基本特性吗，还是在某些材料中有实质性的差异？
   • 可写性窗口与档案寿命有何关系？例如，整个材料系列的时间段是否相似，还是使用寿命的某个固定部分？
     
     

   请记住，这不是化学或材料科学的研究生课程。本部分的回答范围将是几段，适合好奇的计算机爱好者阅读。

2. 问题的性质是否提供了解决方案？ 例如：

   • 是否存在特定于材料的信息可用于更好地规划预期的可写性限制？
   • 是否有一种方法可以存储未使用的光盘，并被证明可以延长可写入性窗口？
   • 我们能否提前确定哪些光盘的未使用保质期会更长？例如，通过识别材料，或者如果可写入期与存档寿命成正比，那么购买“长寿命”光盘将提供最长的可写入期。
   • 如果已知有与可写性时期相关的因素，那么这些因素是否容易识别，例如通过视觉线索或产品术语？

请注意，两个问题部分下方的要点并非补充问题，否则会使其过于宽泛。相反，它们是针对可解决问题的答案中的主题类型的建议；也就是说，它们是为了提供背景信息并关注问题的意图。在第二部分中，可能没有任何解决方案；要点旨在引发从不同角度的思考，这些思考可能会很有用，因此潜在的解决方案不会被忽视。

Answer 1

我希望更熟悉“材料科学”的人能够解决数据层材料和可写性窗口的问题。但我可以分享一些关于可识别性方面的信息。以下是一些可能被认为与可写期相关的易于识别的东西：

• 品牌：
  制造光学媒体是一项非常专业的业务。大多数容易识别的品牌（不是媒体制造商）只是另一家公司生产的带品牌标签的光盘，实际制造商可能有所不同。需要保护声誉的大型品牌会小心避免将自己的名字放在垃圾上（尽管这种情况偶尔会发生）。

  除此之外，品牌名称本身基本上无法告诉你有关光盘质量或特性的多少信息。当然，可以从信誉良好的来源找到有关特定产品的可靠信息。

• 成本：
  可写时间本质上是制造商专注于存档寿命的决策的副作用。成本和存档寿命之间存在关系，而可写时间受其中一部分影响。

  预期存档寿命较长的光盘的制造成本更高，因为材料更昂贵；制造过程涉及更多复杂性、精度和测试；并且废品率更高。

  但成本和收益之间并没有直接的关系，而且并非所有成本都用于影响可写时间的因素。染料层材料（选择用于延长寿命）是影响可写时间的主要成本项目。其他成本仅与档案寿命问题有关，例如错误。

  底线；成本如何相关：

  • 极其便宜的光盘寿命不会很长。它们要么缺乏制造质量和长寿命材料，要么可能因为库存太旧而打折（这会侵蚀可写性窗口）。因此，“极其便宜”是一个有用的筛选特征。
  • 对于昂贵的光盘，成本并不是一个可靠的指标。您最好直接关注数据层材料，以了解可写入时间。

• 产品术语：
  我从未见过“最佳使用期限”。不过，产品包装上、制造商的规格或产品说明中，或者产品评论或测试报告中可能会有标签。这些标签有时描述数据层，通常表示预期寿命。如果有人可以将未记录的保质期与档案寿命和数据层材料联系起来，这些可能是有用的线索。

  话虽如此，查看信息时要考虑来源。一家声誉不佳的公司出售垃圾产品，很可能会歪曲产品信息，甚至制造虚假评论。从您信任的来源开始。

• DVD+R
  我曾看到一份报告声称 DVD+R 具有更长的存档寿命，因为它具有更强大的纠错功能（质量更差的光盘仍可读取）。大多数报告在报告寿命时将 DVD+R 与 DVD-R 混为一谈。此纠错论点不会影响未使用的光盘的可写入时间。

• 数据层材质：
  数据层由反射面和染料层构成。反射面通常为银或银合金、金，有时为两者的组合或合金。会使用多种染料，有时也会组合使用（混合染料）。染料是起点；它们有点像“秘密武器”，包含添加剂和专有配方，制造商会不断开发和改进它们。

  DVD 和 CD 使用的激光波长（颜色）不同，因此使用的染料颜色也不同。染料颜色和反射层颜色的组合产生了光盘颜色。

  主要的染料碱：

菁染料是一种较弱的有机染料，通常用于较便宜的介质。它不是一种非常稳定的染料，并且可能具有超感光性，因此会缩短其使用寿命。许多制造商使用专有化学添加剂来制造更稳定的花青光盘（“金属稳定花青”、“超级花青”）。尽管所用的添加剂使花青更稳定，但它仍然是对紫外线最敏感的染料。对于 DVD 介质，它通常呈现深紫色，对于 CD 介质，它呈现绿色或淡蓝/绿色，具体取决于反射层是金还是银。

酞菁染料是一种类似于菁的有机染料，但粘合性更好，主要用于 CD-R。它是一种天然稳定的染料（不需要稳定剂）。酞菁比菁对写入激光功率校准更敏感，这意味着写入激光使用的功率水平必须更准确地调整为光盘才能获得良好的记录。CD-R 通常呈现银色、金色、浅绿色、淡黄色/银色或绿色/银色（染料基是透明的，因此颜色取决于反射层和添加剂）。

偶氮染料化学性质稳定，是抗紫外线能力最强的染料。这种染料的现代实现包括超级偶氮。为了实现更快的写入速度，必须改变早期金属偶氮的成分。金属偶氮染料是一种合成的有机金属化合物，由于含有金属，因此反射率高，使用寿命长。它的性能几乎与压制金属盘片一样好。这种染料几乎只存在于优质介质中。金属偶氮呈现蓝色或淡蓝色/银色（CD-R）或深紫色（DVD-R/DVD+R）。偶氮染料 CD-R 为深蓝色。超级偶氮不像早期的金属偶氮那样深蓝色。

奥克索诺尔非金属有机和金属二吡咯烷是两种专门用于 DVD 介质的染料。

染料配方有很多混合变体，例如甲赞（菁和酞菁的混合物）。甲臜呈浅绿色，圆盘呈绿色/金色，并带有金色反射层。

除了染料之外，制造商还使用多种类型的添加剂和精确的配方修改，以获得更好的效果。虽然 CD-R 有大量关于染料的信息，但 DVD 介质信息则更加保密。大多数 DVD 制造商都说染料基料是“AZO”或“有机”之类的简单成分，因此其中一些只能靠有根据的推测（即使是 NIST 的研究人员也必须这样做）。相当多的 DVD 染料可能是两种或多种染料的混合物，类似于 Kodak Formazan CD-R 染料。

不幸的是，过去许多制造商都添加了额外的颜色来掩盖其不稳定的菁 CD-R，因此不能仅根据其颜色来确定光盘的配方。同样，金色反射层也不能保证使用酞菁染料。光盘的质量不仅取决于所用的染料，还受到密封、顶层、反射层和聚碳酸酯的影响。仅仅根据染料类型选择光盘可能会有问题。

以上内容摘自数字常见问题解答，维基百科， 和CD媒体世界。

因此，数据层材料是可写入期限限制的核心，但其特性会受到染料和添加剂的确切配方的影响。这无法从光盘的外观可靠地确定，也可能无法从制造商的描述中准确确定。