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静电(自然物理现象)

静电是一种处于静止状态的电荷。在干燥和多风的秋天,在日常生活中,人们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱;拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪、啪、啪”的声响,这就是发生在人体的静电。

所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电,但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。

静电并不是静止的电,是宏观上暂时停留在某处的电。人在地毯或沙发上立起时,人体电压也可高1万多伏,而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达10多万伏。

物质都是由分子构成,分子是由原子构成,原子由带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子A而侵入其他的原子B,A原子因减少电子数而带有正电现象,称为阳离子;B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子。造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电,而另一个物体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和,电荷就会积累使物体带上静电。所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电,在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成,当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程。因此摩擦起电实质上是接触分离起电。在日常生活,各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电。另一种常见的起电是感应起电。当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。

任何物质都是由原子组合而成,而原子的基本结构为质子、中子及电子。科学家们将质子定义为正电,中子不带电,电子带负电。在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负电平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下不摩擦也能产生静电,如感应静电起电,热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的普遍方法,就是摩擦生电。材料的绝缘性越好,越容易产生静电。因为空气也是由原子组合而成,所以可以这么说,在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能,但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。

静电是通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的,也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成。一般情况下原子核的正电荷与电子的负电荷相等,正负平衡,所以不显电性。 但是如果电子受外力而脱离轨道,造成不平衡电子分布,比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时,一个物体的电子转移到另一个物体,就因为缺少电子而带正电,而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电,物体带上了静电。

在公元前六世纪,人类就发现琥珀摩擦后,能够吸引轻小物体的“静电现象”。这是自由电荷在物体之间转移后,所呈现的电性。此外丝绸或毛料摩擦时,产生的小火花,是电荷中和的效果。“雷电”则是大自然中,因为云层累积的正负电荷剧烈中和,所产生的电光、雷声、热量。

静电现象包括许多大自然例子,像塑胶袋与手之间的吸引、似乎是自发性的谷仓爆炸、在制造过程中电子元件的损毁、影印机的运作原理等等。当一个物体的表面接触到其它表面时,电荷集结于这物体表面成为静电。虽然电荷交换是因为两个表面的接触和分开而产生的,只有当其中一个表面的电阻很高时,电流变的很小,电荷交换的效应才会被注意到。因为,电荷会被入陷于那表面,在那里度过很长一段时间,足够让这效应被观察到的一段时间。

静电现象是由点电荷彼此相互作用的静电力产生的。库伦定律专门描述静电力的物理性质。在氢原子内,电子与质子彼此相互作用的静电力超大于万有引力,静电力的数量级大约是万有引力的数量级的40 倍。

人类对电的认识是从静电开始的。对静电现象的发现和认识,和西方一样,我国也是很早的。西汉末年的《春秋纬考异邮》中就有“(玳)瑁吸芥”的记载。王充的《论衡乱龙篇》中有进一步的记载:“顿牟(即玳瑁)掇芥,磁石引针,皆以其真是,不假他类。他类肖似,不能掇取者,何也?气性异殊,不能相感动也。” [1] 意思是在说,经过摩擦了的玳瑁(琥珀)能吸引芥籽,磁石能吸引钢针,这是因为它们之间的“气性”相同,能相互感动;其他看起来与芥籽、钢针相似的东西,但因与玳瑁、磁石的“气性”不同,所以不能相互感动。东晋的《山海经图赞》中,也有类似的记载,即“慈石吸铁,玳瑁取芥,气有潜感,数有冥会。”也把静电和静磁并列,同时认为是某种“数”在起作用。西晋时张华(232300)撰写的《博物志》中有这样的记载:“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声。”意思是说梳头、穿脱衣服时,常发生摩擦起电,有时还能看到小火星和听到微弱的响声。古希腊是西方电磁学的发源地。在古希腊的文献中记载了一些电磁现象。柏拉图(前427前347)曾提到“关于琥珀和磁石的吸引是观察到的奇事”。表明公元前三百多年古希腊人就发现了琥珀吸引小物体的现象。琥珀是松柏类植物的树脂流入地下后而成的化石,多为具有黄色光泽的透明固体,古希腊人习惯把琥珀当作高贵的装饰品,经常带在身上,这样就容易发现它有吸引轻小物体的现象。2500年前左右,古希腊哲学家塔勒斯在研究天然磁石的磁性时发现用丝绸、法兰绒摩擦琥珀之后也有类似于磁石能吸引轻小物体的性质。所以,塔勒斯成为有历史记载的第一个静电实验者。 [2]

静电的危害很多,它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电,如果不采取措施,将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作,使飞机变成聋子和瞎子;在印刷厂里,纸页之间的静电会使纸页粘合在一起,难以分开,给印刷带来麻烦;在制药厂里,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污,形成一层尘埃的薄膜,使图像的清晰程度和亮度降低;就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘,也是静电捣的鬼。静电的第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚,人们脱尼龙、毛料衣服时,会发出火花和“叭叭”的响声,这对人体基本无害。但在手术台上,电火花会引起麻醉剂的爆炸,伤害医生和病人;在煤矿,则会引起瓦斯爆炸,会导致工人死伤,矿井报废。总之,静电危害起因于用电力和静电火花,静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说,防患于未然,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地,这样可以把电荷引入大地,避免静电积累。细心的乘客大概会发现;在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷,飞机着陆时,为了防止乘客下飞机时被电击,飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线;以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链,这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。然而,任何事物都有两面性。对于静电这一隐蔽的捣蛋鬼。只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。

静电的累积不可避免。静电严重时会灼伤人的皮肤,各种电器电磁波和有害射线超量时会干扰人的内分泌系统。随着人民生活水平的提高,以及环保防护意识的增强,防静电金属布的应用范围也日益扩大,防静电金属布的服装如职业装、工装、防护服日见普及,防静电金属布也因此异军突起,成为面料市场上的明星产品。最新市场动态显示,许多发达国家的防静电布已经用于家纺用品领域,例如床上盖的、铺的、垫的都用上了防静电金属布。需求量十分庞大,定单不断。但是,生产厂家要有三个条件。第一,产品要达到进口商的指标要求。第二,后处理要过关。第三,要在宽幅织机上织造。以日本、欧洲的定单居多。国内北方市场也有了一定销量。毫无疑问,防静电金属布的市场前景十分广阔。

工业中的危害

静电的产生在工业生产中是不可避免的,其造成的危害主要可归结为以下两种机理:

其一:静电放电(ESD)造成的危害:

(1)引起电子设备的故障或误动作,造成电磁干扰。

(2) 击穿集成电路和精密的电子元件,或者促使元件老化,降低生产成品率。

(3)高压静电放电造成电击,危及人身安全。

(4) 在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。

其二,静电引力(ESA)造成的危害:

(1) 电子工业:吸附灰尘,造成集成电路和半导体元件的污染,大大降低成品率。

(2)胶片和塑料工业:使胶片或薄膜收卷不齐;胶片、CD塑盘沾染灰尘,影响品质。

(3) 造纸印刷工业:纸张收卷不齐,套印不准,吸污严重,甚至纸张黏结,影响生产。

(4)纺织工业:造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。

静电的危害有目共睹,人们已经开始实施各种程度的防静电措施和工程。但是,要认识到,完善有效的防静电工程要依照不同企业和不同作业对象的实际情况,制定相应的对策。防静电措施应是系统的、全面的,否则,可能会事倍功半,甚至造成破坏性的反作用。

对孕妇的危害

持久性的静电可引起人体血液的pH值升高,尿中钙排泄量增加,血钙减少,对孕产妇的健康危害最大,静电可致孕产妇体内孕激素水平下降,让她们容易感到疲劳、烦躁和头痛等,因此有必要适当防范。

静电对宝宝的危害

首先,它会使血液的碱性浓度升高,而钙质减少,这对于正处在生长发育期的婴幼儿来说实在是大忌讳。还有,静电吸附的大量尘埃中含有多种病毒、细菌与有害物质,它们会使宝宝的皮肤起斑发炎,抵抗力弱的宝宝甚至有可能引发气管炎、哮喘和心律失常等等!

对人体的危害

对皮肤

长期处于开着的电视、电脑和微波炉等环境下,就常常可能有毛孔变大,皮肤干燥、红斑、皮肤瘙痒等症状。而天天操作电脑的办公室白领脸部红斑、色素沉着等面部疾病的发病概率远远高于不用电脑者,这是由于电脑屏幕所产生的静电吸引了大量悬浮的灰尘,使面部受到刺激引起的。对于皮肤敏感的人更是如此。

对心脏

在临床上,当某些人病危时,可能使用一种电击的方式挽救病人生命,因为对心脏电击能除颤。可见一定量的电流能起到救人的作用,但是正常的人并不需要电流。若是人体所带的静电在数千伏甚至万伏,它会严重干扰以至改变人体内所固有的电位差,特别是影响到心脏的正常工作,有可能引起心率异常和心脏早搏。冬季有1/3的心血管疾病与静电有关,查不出病因的心脏病人、神经衰弱的人十之八九是因为长期受静电干扰所至。

对大脑

医学专家解释:干燥产生的静电对大脑的确会有影响,它会引起神经细胞膜电流传导异常,影响人的中枢神经,使人感到疲劳、烦躁、失眠、头痛。

日常生活中防静电

1.出门前去洗个手,或者先把手放墙上抹一下去除静电,还有尽量不穿化纤的衣服。

2.为避免静电击打,可用小金属器件(如钥匙)、棉抹布等先触碰大门、门把、水龙头、椅背、床栏等消除静电,再用手触及。

3.穿全棉的内衣。

4.准备下车的时候,用右手握住档,然后用手指碰着下面铁的部位,然后开车门,把左手放在车门有铁的位置,但是左手别松,然后把右手放掉,下车,这时候再用右手抓着门就不会被电到了

5.对付静电,我们可以采取“防”和“放”两手。“防”,我们应该尽量选用纯棉制品作为衣物和家居饰物的面料,尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具,以防止摩擦起电。尽可能远离诸如电视机、电冰箱之类的电器,以防止感应起电。“放”,就是要增加湿度,使局部的静电容易释放。当你关上电视,离开电脑以后,应该马上洗手洗脸,让皮肤表面上的静电荷在水中释放掉。在冬天,要尽量选用高保湿的化妆品。常用加湿器。有人喜欢在室内饲养观赏鱼和水仙花也是调节室内湿度的一种好方法。

另外,推荐一个经济实用的加湿方法:在暖气下放置一盆水,用一条旧毛巾(或吸水好的布),一头放在水里,一头搭在暖气上,这样一昼夜可以向屋里蒸发大约三升水。如果每个暖气都这样做,整个房间就会感到湿润宜人。您不妨试试。

6.勤洗澡、勤换衣服,能有效消除人体表面积聚的静电。

下面是两个小窍门,有助于防止这种电击。

1.在房屋内,地毯与鞋底摩擦后可能产生静电,在屋外也可能由于刮风导致身上带电。这时进出要碰铁门时小心,手可能挨电打。反复遇到这样的情况后,可采取如下办法避免电击:

在碰铁门时,不要直接用手直接接触铁门,而是用手先大面积抓紧一串钥匙,然后,用一个钥匙的尖端去接触铁门,这样,身上的电就会被放掉,而且不会遭电击。

原理:手上放电的疼痛是由于高压放电,由于放电时手与铁门突然接触时是极小面积的接触,因而产生瞬间高压。如果拿出来口袋里的钥匙,先大面积握住钥匙(一串钥匙本身不能传走多少电荷因而这时也不会有电击),再用一把钥匙的尖端去接触大的导体,这时,放电的接触点就不是手皮肤上的某个点,而是钥匙尖端,因此手不会感到疼痛。

2.下出租车时也常发生电击现象。主要由于下车时身体与座位摩擦产生静电积累,而下车后关门时,手突然碰铁门就会遭电击。

这种情况常发生时,最好注意:下车时,即在身体与座位摩擦时,就提前手扶金属的车门框,可以在摩擦产生静电时,随时把身上的静电排掉,而不至于下车后突然手碰铁门时放电。

孕妇防静电

孕妇预防静电“骚扰”,可以在室内多种些适宜的花花草草,或者选择使用合适的加湿器,让居住环境保持适当的湿度。毛质或化纤质地的衣服容易产生静电,孕产妇最好多准备些纯棉质衣物。

避免长时间与电脑接触,看电视或电脑时打开窗户,看完之后应洗手、洗脸,使用保湿性能好的护肤品,以保证皮肤的水分,同时长期在静电场环境生活的孕产妇,因其体内静电的积蓄而导致血液PH值偏碱性,所以要适当增加含维生素C、A、E和酸性食物的摄取,如胡萝卜、卷心菜、西红柿可以提高血液的酸度,维持人体正常的电解质平衡。

工业生产中防静电

工业生产中,特别是电子生产加工和易燃易爆生产场所,静电防护应该非常重视。

ESD20.20、IEC 61340、SJT 10694、MT 520等国际国内行业标准执行能够有效防范静电危害。

从标准角度来看,工业生产中防静电主要工作有:1.根据生产制定控制方案;2.人员培训;3.基础设施和防护产品;4.方案执行监管、设施和防护的检验监测。

常见防护手段例举:

1、环境危险程度控制

2.工艺控制

3.接地

4.增加湿度

5.抗静电添加剂

6.静电中和器

7.使用防静电器具

8.加强静电安全管理。

最有效的措施是让人体与大地相“连接”即“接地”。因此,人要穿上防静电鞋。要保持人体与大地相连,这就要求地面也是防静电的才可以将人体的静电导入大地,所以地面可以用防静电地垫,防静电复合胶板,并用防静电接地线接好地,如经费充足,可选用防静电活动地板,特别是在规划设计机房厂房时可以考虑选用防静电活动地板,如果机房厂房已定且设备也已安装好,又不想因装防静电器材对这些设备造成停产等影响时,还可选用既价格低廉施工简单的防静电地垫,防静电复合胶板等。

人穿防静电鞋并有防静电地垫、防静电复合胶板或防静电活动地板时就一定能起到好的防静电效果?人穿防静电鞋并有防静电地垫、防静电复合胶板或防静电活动地板时还不一定能起到好的防静电效果。通常人们还要穿袜子和垫鞋垫,年青人脚易出汗,这些袜子和垫鞋垫也能导静电,但在中老年人在干燥的季节时因鞋内干燥,这袜子和垫鞋垫就不能导静电,而且很多厂家只要求工作人员穿防静电服和防静电鞋,忽视了袜子和鞋垫的不利影响,使得这此防静电鞋和防静电地面不能发挥防静电作用。因此在机房或厂房的入口处放置“人体综合电阻检测仪”,它能迅速准确检测那些穿用不合格的防静电鞋、袜子和垫鞋垫的人。

穿戴防静电服,配带防静电有绳手腕带,通过手腕带接地线泄放人体静电。

控制生产车间静电

电子加工企业经常因无法把握静电源的发生而头痛,建议工作人员对于静电不用怕,只要工作人员做好各方面的防护措施完全可以控制静电的,静电释放或静电耗散工作表面是一个静电安全工作站必不可少的一部份,特别是那些用人工组装的生产车间,当使用防静电手腕带,对于干净工作表面并且合适地接到一个公共点上接地是必要的,且要经常检测接地是否导通。

1、接地

接地对于减少在导体上产生的静电荷是非常重要的,人体是导体,并且是静电源发生地。因此,我们必须减少在接触敏感防静电元件或组件的人身上产生的静电荷。人体产生的静电最好是通过人体接地,且要确保接地良好有效。

几种个人接地装置

在工业中,手腕带是最常用的接地装置。手腕带将安全且有效地排走人身体上的静电荷,合理地发挥一个手腕带的作用需要合理地接触皮肤。一个脏的或松的手腕带可能保留着漏走的静电荷,使防静电控制失效皮肤干燥的工人必须擦拭防静电润手霜,使人体与手腕带之间达到更好释放静电的路径。导电的鞋类或脚接地可以被使用或补充手腕带不足。工作站接地装置

2、隔离

下一个概念是在储存或运输过程中隔离元气件和组件。从带电物体或带电静电场中隔离出来。在储存或运输过程中,绝缘体是最好的方式来阻止静电释放损伤发生。既然接地不能排走静电荷或绝缘体,它是有必要从他们中隔离敏感元气件和组件。在静止工作、出货、搬运区域减少常规塑胶和其它类型的绝缘体是最好方法从绝缘体中隔离产品。隔离也可通过限止进入整个工作区域或工作站来完成。最后,我们利用这个事实,静电荷不能进入由导体材料或导体层做成的容器。这个效应被称作法拉第杯效应。在储存和运输电子元气件或装载线路板时,确保有近似法拉第杯特性的容器被使用,这些容器将会从静电释放击伤当中隔离出来。

法拉第杯

这种类型法拉第杯通常用在控制静电释放,它是金属袋、导电袋、有盖的周转盒,这些法拉第杯可以携带这些在表面上的静电荷并且在打开之前将它移走。

3、中和

由于接地和隔离将不能从绝缘体诸如人工合成的布或常规塑胶当中释放电荷,所以中和就显得重要了。从绝缘体中中和或移走在制程工作中自然产生的电荷,称之为电离。离子是存在于空气中简单带电物质,离子是由于自然能源物质产生的,它包括太阳光、照明、露天为焰和辐射。我们可以通过离子发生器人造成上万亿的离子,离子发生器使用高电压产生一个平衡的混合带电离子,并且用风扇帮助离子漂移到物体上或区域里中和。离子化可以在五秒钟内中和在绝缘体上的静电荷,因此可以减少他们潜在的引起的伤害。通过离子化中合不是接地或隔离的替代品,离子化仅减少静电释放事故发生的可能性或风险。

4、预防

预防是你另外一个重要措施或重要装置。这是在静电释放控制中最关键的因素。其它人或你在与电子元气件接触的工作中必须意识到静电释放的危险,理解它们,适应它们将比任何静电释放控制材料都值得注意最重要的事情。

静电学主要研究静电应用技术,如静电除尘、静电复印、静电生物效应等。更主要的是静电防护技术,如电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及兴航与军事领域的静电危害,寻求减少静电造成的损失近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂,静电放电的电磁场效应如电磁干扰(EMI)及电磁兼容性(EMC)问题,已经成为一个迫切需要解决的问题。一方面,一些电阻率很高的高分子材料如塑料,橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化, 使得静电能积累到很高的程度,另一方面,静电敏感材料的生产和使用, 如轻质油品, 火药, 固态电子器件等, 工矿企业部门受静电的危害也越来越突出,静电危害造成了相当严重的后果和损失。它可以在不经意间将昂贵的电子器件击穿,造成电子工业年损失达上百亿美元。在兴航工业,静电放电造成火箭和卫星发射失败,干扰兴航飞行器的运行。1967年7月29日,美国Forrestal航空母舰上发生严重事故,一架A4飞机上的导弹突然点火,造成了7200万美元的损失,并损伤了134人,调查结果是导弹屏蔽接头不合格,静电引起了点火。1969年底在不到一个月的时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸。

我国近年来在石化企业曾发生30多起因静电造成了严重火灾爆炸事故。许多工业发达国家都建立了静电研究机构,我国从60年代末开始开展了一些静电研究工作,80年代开始以来, 我国的静电研究发展极为迅速。1981年成立了中国物理学会静电专业委员会并召开了第一次全国静电学术会议,全国性的和各地方的静电学术会议不断召开,静电研究和应用的范围也越来越广,科研队伍不断壮大。

静电工程学系指从十九世纪初到现在形成的以静电学为基础而研究静电危害及其防护和静电应用技术的专门科学。其主要研究内容有静电应用技术如静电除尘、静电复印、静电生物效应等以及静电防护技术如电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及航天与军事领域等防静电危害问题。

静电的利用;静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印、净化空气等。

静电除尘:可以消除烟气中的煤尘。

静电复印:可以迅速、方便的把图书、资料、文件复印下来。

高压静电还能对白酒生产、酸醋和酱油的陈化有促进作用。陈化后的白酒、酸醋和酱油的品味会更纯正。部分白酒、酸醋和酱油用高压静电促进陈化。

专业生产防静电产品和电子辅助产品,系列有:离子风机、离子风枪、离子风棒、离子风嘴、离子风蛇、静电除尘机、板面除尘机等,广泛应用于:精密电子产品生产;电子组装线,微电子生产,光电;医药制造组装线、印刷、包装;细小产品成型,塑料薄膜的剪切,圆圈和覆膜,以及模具产品的脱模等。如何选用除静电器材1。什么是最常见的静电源?人在活动如行走,站起等活动中都会产生静电,人体是最为常见的静电源,因此人体的静电防护是最为重要的。2。要控制人体静电,最有效的措施是什么?要控制人体静电。

静电是在生产、生活中普遍存在的一种自然现象。早在20世纪50年代初,欧美各国已经开始在半导体器件生产中加以防范,我国在60年代末期才开始注意,80年代初真正用在半导体器件生产中,目前随着现代电子信息产业的迅速发展,使微电子技术的发展突飞猛进,大规模集成电路和超大规模集成电路被广泛的应用在航天、航空、计算机、程控交换机遥控技术领域。因此我国在改革开放,尤其是在90年代初期,对防静电技术的要求,提出了更高的要求。经过近十年的努力工作,使人们对静电在微电子领域中的危害有了一定的认识。由于微电子器件中集成度越来越高刻线宽度越来越窄,因此,在生产过程中每一道工序都要防止静电放电造成的击穿而造成大量报废,美国每年因静电放电致使半导体器件的损失达100亿美元,英国达20亿美元,日本的微电子产品报废损失中有70%是因静电放电造成的,更可怕的是有些超大规模集成电路在出厂时已被部分伤击伤,但未完全断开,当装在航天器上则可能造成不可挽回的事故,即便是在地面上,在计算机房、程控交换机房、航空航天指挥中心,由于静电放电的干扰,也会造成失真、噪音、失控、乱码等危害,这是在微电子应用领域中非常严重的问题。值得庆幸的是随着对静电的危害的认识不断提高,我国的防静电产品也形成了一个完整的体系,仅生产钢地板的厂家已有十多个,年需要量是均几百万平方米,每年防静电产品销售额达到15~17亿元,而且部份产品打入国际市场,增长速度在10%以上。但是随着本行业的飞速发展,在本行业中存在着大量的质量方面的隐患,也就不断暴露出来。首先是在微电子应用产品中,在设计生产时考虑防静电的因素不够,对整机的使用环境中防静电的要求不够明确,因此使用户引不起重视,在工程设计中对防静电的要求也不够严格,整个防静电系统得不到保证。其次是防静电产品质量有不少还是低劣的,尤其表现在防静电地板材料上,有的复合地板其基板材料有的使用普通木板代替创花板,有的用普通白乳胶代替导电胶,用普通橡胶条代替导电胶条,以求低的成本占领市场,而其面层使用的三聚氰胺,也是一种代用品,其耐磨性比较差,用在钢地板上,是对钢基板的浪费,要用进口贴面或换用PVC板成本很高,虽然提高产品质量,但给市场销售造成困难,这种在价格上互相残杀其结果是使防静电产品质量下降,防静电产品起不到防静电的作用。

在施工质量中,有的施工队根本不懂得防静电知识,接地线乱接甚至有的不接地等等。以上问题若不及时整顿,使防静电流于形式,这就使现代微电子的应用造成非常大的损失,起着阻碍作用。因此防静电行业协会和有关政府部门有必要采取一系列措施,使防静电行业能够健康发展。首先是通过媒体宣传,使本行业及用户的管理者,充分认识防静电的重要性和静电产生的原因,使用户由被动到主动采用防静电技术。其次,对接触微电子技术的人员及广大从事防静电业务人员真正认识防静电的意义。第三,通过ISO9000的质量控制系统加强对产品质量监督执行,推行质量认证制度,不具备合格的产品认证书不准在市场上销售,对一些不规范的企业生产产品要进行取谛。第四,要加强对防静电环境的测量,使其规范化、制度化。干燥的气候,化纤、塑料的广泛应用。

静电感应是一种导体因受外电场的影响而在表面不同的部分出现正负电荷的现象。一般在其附近带电体的电场作用下,导体中的自由电子进行重新分布,直至导体内的电场的强度减小到零为止。结果靠近带电体的一端出现与它异号的电荷,另一端出现与它同号的电荷。当发生静电感应时,由静电感应所得的感应电荷,必为同时产生,且正、负电量相等。当带电体被移开时,导体上的电荷将恢复原来不带电的状态。

静电干扰

人体产生的静电干扰可以改变人体体表的正常电位差,影响心肌正常的电生理过程及心电在无干扰下的正常传导。这种静电能使病人加重病情或诱发早搏等,持久的静电还会使血液的碱性升高,导致血清中的钙含量下降,钙的排泄增加,从而引起皮肤瘙痒、色素沉着,影响人的机体生理平衡,干扰人的情绪等。 [3]

不少电脑工作者脸部多发红斑、色素沉着等面部疾病,由于电脑屏幕产生的静电吸引大量悬浮的灰尘,使面部受到刺激引起的。此外,由于老年人的皮肤比年轻人相对干燥,加上心血管系统老化、抗干扰能力减弱等因素,更容易受静电的危害,引发心血管疾病。 [3]

设备漏电,尤其是不会对人造成触电伤害的微小漏电并不属于静电。虽然大多数情况下人们几乎感觉不到,但由于其普遍性(任何电器设备多少总有些漏电)和高内阻的特点,产生最高近似于电源电压(100~400V),时间很短的尖峰电脉冲,仍足以对静电敏感器件造成电气过载(EOS)损害,所以也是静电防护体系中极为重要的一个方面。静电放电(ESD)及电气过载(EOS)对电子元器件造成损害的主要机理有:热二次击穿;金属镀层熔融;介质击穿;气弧放电;表面击穿;体击穿等。

到目前为止,人类能够区分的电能大概分为三类;交流电、直流电和静电。

静电,在当前技术条件下还无法得到有效的控制,没有合适的材料将它隔离并传输,很难区分它的正负极所在位置,电压电流的大小无法改变等,采取的手段大多是安装屏蔽罩、或接地线将其释放,达到对其它设备进行防护的目的。

静电可以在绝缘材料中活动和储存能量,在物理学的理论中没有合理地解释这种自然现象。

? ESD/EOS的特殊性:一是静电的产生和积累要一定的条件和过程,所以未加保护也不见得件件产品都会受到ESD/EOS伤害,有一定的偶然性;二是由于多数情况下ESD/EOS能量都较小,所以受到ESD/EOS伤害的也并不表现为立即报废,有些仅表现为漏电增加,工作不稳定,甚至在出厂测试中一时表现不明显,以后发现问题易归咎为材料不良或设计不良而不自省,因此常使人们认识不到ESD/EOS的危害,抱有侥幸心理。

静电的测试标准分为器件级和系统级。器件级ESD分为HBM,MM,CDM,其中HBM的相关规范包括MIL-STD-833H Method 3015.8(美国军标),JS-001-2012(ESDA-JEDEC发布的联合规范),AEC-Q100(汽车电子协会)。CDM相关规范包括STM5.3.1-2009(美国静电协会),JEDEC EIA/JESD22-C101-E(电子工程协会),不过上述两个标准已经被JS-002-2014(ESDA和JEDEC发布的联合标准)所取代。汽车行业的CDM测试规范为AEC-Q100-011-B。MM目前已弃用。

国际电工委员会的IEC 61000-4-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement

techniques - Section 2: Electrostatic discharge immunity test. Basic

EMC Publication(电磁兼容性(EMC)- 第4部分:试验和测量技术- 第2节:静电放电抗扰度试验。

基本EMC出版物),.我国国家标准GB/T 17626.2《电磁兼容试验和测试技术静电放电抗扰度试验》

IEC 61000-4-2和GB/T 17626.2规定要求的最高试验电压是接触放电8kV,空气放电15kV(不包括开放等级的特殊电压)。


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