靜電產(chǎn)生的原理及對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的危害

靜電產(chǎn)生的原理及對(duì)工業(yè)產(chǎn)品危害一、靜電現(xiàn)象及產(chǎn)生機(jī)理1.1靜電現(xiàn)象當(dāng)一個(gè)人在房間地面上走動(dòng)時(shí)，由于鞋底不斷和地面接觸分離就會(huì)產(chǎn)生靜電。當(dāng)電子器件滑入或滑出包裝袋和包裝盒時(shí)，它的外殼或金屬引線與容器反復(fù)接觸和分離就產(chǎn)生了靜電荷。包裝印刷過(guò)程中由于不同物質(zhì)之間頻繁的撞擊、摩擦以及接觸，結(jié)果是使參與包裝印刷過(guò)程的幾乎所有物體都帶有靜電。1.2靜電定義由于材料表面電荷的不平衡引起靜電荷，這種電荷的不平衡產(chǎn)生了可以測(cè)量到的電場(chǎng)，該電場(chǎng)能夠在遠(yuǎn)處影響別的物體，此時(shí)我們說(shuō)物體具有靜電。當(dāng)靜電荷積累到一定的電場(chǎng)強(qiáng)度，就會(huì)發(fā)生靜電放電，它是指在不同電勢(shì)的兩個(gè)物體之間靜電電荷的轉(zhuǎn)移。1.3靜電產(chǎn)生機(jī)理任何兩種不同的物體或處于不同狀態(tài)的同一種物體，發(fā)生接觸-分離過(guò)程時(shí)，都會(huì)發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移，即發(fā)生靜電起電現(xiàn)象。金屬間接觸起電兩種金屬接觸-分離時(shí)也會(huì)發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生靜電。只是在分離過(guò)程中，由于金屬的導(dǎo)電性良好，常常很快將靜電荷導(dǎo)走，分離后金屬上幾乎沒(méi)有靜電荷，從而在通常條件下不顯示出靜電帶電現(xiàn)象。金屬與絕緣材料的接觸起電絕緣材料與金屬接觸時(shí)，電子在金屬和絕緣材料之間的轉(zhuǎn)移過(guò)程，不僅決定于金屬的費(fèi)米能級(jí)和絕緣材料中電子的能量狀態(tài)，而且決定于絕緣材料表面缺陷和表面沾污，甚至與接觸時(shí)間，接觸次數(shù)，接觸面積有關(guān)。絕緣材料之間的接觸起電當(dāng)兩種絕緣材料接觸時(shí)，也會(huì)發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移。但絕緣材料的接觸起電機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，與金屬間接觸起電有明顯的不同。金屬間接觸起電產(chǎn)生的電荷只分布在金屬的表面。絕緣材料接觸起電時(shí)，其產(chǎn)生的電荷不僅會(huì)分布在物體表面，有時(shí)也會(huì)進(jìn)入物體內(nèi)部，形成體電荷分布，即形成極化電荷：++++A旨如電場(chǎng)消失后極化分子能夠恢復(fù)雜亂無(wú)章的狀態(tài)，此為可逆極化，此物質(zhì)上的靜電荷能夠被消除，否則為不可逆極化，靜電荷無(wú)法消除，只能被抑制。摩擦在接觸起電過(guò)程中的作用在靜電起電中，決定一個(gè)物體帶電量多少的因素很多，如材料的費(fèi)米能級(jí)、接觸面積、分離速度、相對(duì)濕度及其他因素。其中摩擦在接觸起電過(guò)程中起著非常重要的作用。實(shí)際上摩擦并不是靜電起電的必要條件，單純的接觸-分離過(guò)程就會(huì)使物體帶電，但摩擦確實(shí)可以使接觸起電的效應(yīng)增強(qiáng)。摩擦過(guò)程實(shí)際上就是相互摩擦的兩個(gè)物體接觸面上不同接觸點(diǎn)之間連續(xù)不斷地進(jìn)行接觸和分離的過(guò)程。對(duì)于金屬導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，只有兩種導(dǎo)體最后分離那一瞬間才對(duì)靜電起電有作用；對(duì)于絕緣體來(lái)說(shuō)，摩擦的整個(gè)過(guò)程都和靜電起電有關(guān)，如摩擦引起的溫度升高、材料界面凸起部分的斷裂、熱分解、壓電效應(yīng)及熱電效應(yīng)等等，都會(huì)改變靜電起電量。另外，摩擦的類型（如對(duì)稱摩擦還是非對(duì)稱摩擦，平面沿固定方向摩擦還是轉(zhuǎn)動(dòng)式或扭轉(zhuǎn)式摩擦等等）、摩擦?xí)r間（瞬時(shí)接觸分離還是長(zhǎng)時(shí)間的摩擦后再分離）、摩擦速度（分離速度）、摩擦?xí)r的接觸面積（摩擦長(zhǎng)度）和摩擦?xí)r正壓力等因素都與起電電量有關(guān)。二、靜電危害2.1工業(yè)生產(chǎn)中的靜電障害：在紡織行業(yè)及有纖維加工的行業(yè)，特別是滌綸、晴綸等合成纖維的生產(chǎn)、處理工序，靜電問(wèn)題突出，妨礙生產(chǎn)或降低產(chǎn)品質(zhì)量。在織布、印染等過(guò)程中，由于靜電力吸附作用，可能吸附灰塵等，降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至影響纏卷，使纏卷不緊。在粉體生產(chǎn)、加工過(guò)程中，靜電除帶來(lái)火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)外，還會(huì)降低生產(chǎn)效率、影響產(chǎn)品質(zhì)量。在塑料和橡膠行業(yè)，由于制品與輥軸的摩擦、制品的擠壓或拉伸，會(huì)產(chǎn)生大量的靜電。一方面存在火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)，另一方面，由于靜電不能迅速消散會(huì)吸附大量灰塵，而不得不花費(fèi)大量時(shí)間清掃。在印刷行業(yè)，由于紙張帶有靜電，使紙張的移動(dòng)受到阻礙，可能使紙張不能分開，粘在傳送帶上，出現(xiàn)套印不準(zhǔn)、折收不齊，油墨受力移動(dòng)，降低印刷質(zhì)量等問(wèn)題。在感光膠片行業(yè)，由于膠片與輥軸的高速摩擦，膠片的靜電電壓可高達(dá)數(shù)千伏甚至上萬(wàn)伏。一旦發(fā)生靜電放電，會(huì)使膠片感光而報(bào)廢。另外，帶電的膠片會(huì)因靜電引力吸附灰塵降低膠片質(zhì)量。在涂膜工藝，由于靜電力的影響，會(huì)出現(xiàn)涂膜不勻的問(wèn)題。在食品行業(yè)，粉狀原料會(huì)由于靜電而吸附在工藝設(shè)備的內(nèi)壁上，往往一時(shí)不能清除，而在改制另一種食品時(shí)，這些殘留在設(shè)備內(nèi)壁上的食品可能脫落下來(lái)，混合進(jìn)來(lái)，降低食品質(zhì)量。2.2電子行業(yè)的靜電危害：靜電放電可以改變半導(dǎo)體器件的電性能，使它降級(jí)或損壞。靜電放電也會(huì)擾亂電子設(shè)備的正常操作，引起設(shè)備故障或損壞。靜