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1、ICS 17 220 20 L06 中中 华华 人人 民民 共共 和和 国国 国国 家家 标标 准准 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2015 静电学 第 2 1 部分 试验方法 材料和产品 静电荷消散能力 Electrostatics Part 2 1 Measurement methods Ability of materials and products to dissipate static electric charge IEC 61340 2 1 2015 IDT 征求意见稿 本稿完成日期 2019 年 11 月 12 日 XXXX XX XX 发布XX
2、XX XX XX 实施 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2015 I 目 次 前言 III 引言 1范围 1 2规范性引用文件 1 3术语与定义 1 4电荷消散的测量方法 2 4 1原则 2 4 2环境条件 2 4 3电晕电荷衰减的测量仪器 2 4 3 1物理设计特征 2 4 3 2控制试验材料 4 4 3 3电晕电荷消散 4 4 3 4静电电压表 4 4 4接触电荷消散的测量仪器 4 4 4 1物理设计特征 4 4 4 2电荷消散时间 6 5试验方法和步骤的实际应用 6 5 1概述 7 5 2纺织品材料的电荷消散试验 7 5 2 1测试方法的选择 7 5 2 2测
3、试表面处理 7 5 2 3测试 7 5 2 4结果 7 5 2 5试验报告 7 5 3通过手套 手指检测设备或手动工具的电荷消散试验 8 5 3 1测试方法的选择 8 5 3 2测试过程中的通用步骤 8 5 3 3佩戴手指检测设备电荷消散特性的测试过程 8 5 3 4佩戴手套电荷消散特性的测试过程 8 5 3 5手指检测设备或手套的试验报告 9 5 3 6手动工具电荷消散特性的测试过程 9 5 3 7手动工具的试验报告 10 5 4针对带电导电板监视器 CPM 的空试验 10 附录 A 11 A 1 电晕电荷消散测量仪器检定 11 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2
4、015 II A 1 1 需要确认的方面 11 A 1 2 电极表面电位精度验证 11 A 1 3 衰减时间验证 11 A 1 4 验证程序 11 A 2 验证隔离导电板电容的方法 11 A 2 1 概述 11 A 2 2 电容计方法 12 A 2 3 电荷测量方法 12 A 2 4 电荷分享法 12 图 1用电晕充电法测量电荷消散的一个例子 3 图 2用带电金属板法测量电荷消散的一个例子 5 图 3充电导电板细节图 6 图 4电荷消散时间 tsd 和偏移电压 U0 6 图 A 1电荷消散时间 tsd 和偏移电压 U0 13 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2015
5、 III 前 言 GB T XXXXX 静电学 预计包括以下部分 GB T XXXXX 2 1 XXXX 静电学 第2 1部分 材料和产品静电荷消散能力 GB T 37977 23 2019 静电学 第2 3部分 防静电固体平面材料电阻和电阻率的测试方法 GB T XXXXX 3 1 XXXX 静电学 第3 1部分 静电效应的模拟方法 人体模型 HBM 的静电放电试验 波形 GB T 37977 32 2019 静电学 第3 2部分 静电效应的模拟方法 机器模型 MM 的静电放电试验波 形 GB T XXXXX 4 8 XXXX 静电学 第4 8部分 特定应用的试验方法放电屏蔽袋 GB T X
6、XXXX 4 9 XXXX 静电学 第4 9部分 特定应用的试验方法 服装 GB T XXXXX 5 1 XXXX 静电学 第5 1部分 电子器件的静电防护 通用要求 本部分为GB T XXXXX的第2 1部分 本部分使用翻译法等同采用IEC 61340 2 1 2015 GB T XXXXX 2 1 XXXX 静电学 第2 1部分 材料 和产品静电荷消散能力 英文版 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出 本标准由中华人民共和国工业和信息化部 电子 归口 本部分起草单位 本部分主要起草人 GB T XXXXX X
7、XXX IEC 61340 2 1 2015 IV 引 言 静电荷消散率的测量是静电学领域的一项基本测量技术 均匀导电材料的导电性能可通过测量其电阻或电阻率参数来进行间接评估 确定材料的均匀性时应 注意 一些材料虽看似均匀 但其电性能是不均匀的 如果不确定材料的均匀性且无法用其他方法验证 那么电阻的测量可能不可靠或不能提供足够的信息 在评估耗散性或绝缘性材料时 尤其是对于高阻材 料 包括导电纤维 例如带有金属网格的织物 电阻测量也可能不可靠 在这些情况下 应直接测量材 料的静电荷消散率 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2015 1 静电学 第 2 1 部分 试验方法
8、 材料和产品静电荷消散能力 1范围 本部分规定了绝缘材料和静电荷耗散材料及产品的静电荷消散率的试验方法 本部分包含了试验方法的概述和特殊应用的详细试验程序 两种测量电荷消散时间的试验方法 一种使用电晕充电法 另一种使用带电金属板法 这两种方法 不同 并且测量结果也可能不同 然而 每种方法均有各自最适合的应用范围 电晕充电法适用于评估 材料 例如 纺织品 包装等 从其自身表面消散电荷的能力 带电金属板法适用于评估材料和产品 例 如 手套 指套 手动工具等 从放置或与其接触的导电物品消散电荷的能力 带电金属板法不适用于 评估材料通过自身表面消散电荷的能力 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用
9、是必不可少的 凡是注日期的引用文件 仅所注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件 其最新版本 包括所有的修改单 适用于本文件 IEC 61340 4 6 静电学 第4 6部分 特定应用的试验方法 腕带 IEC 61340 4 7 静电学 第4 7部分 特定应用的试验方法 离子化 3术语与定义 本部分使用下列定义和术语 3 1电荷衰减 charge decay 电荷通过或透过材料导致电荷淀积区域电荷密度减少或表面电位降低的迁移 3 2电荷衰减时间 charge decay time 电压下降到其起始值的特定百分比所需要的时间 注1 特定百分比一般为 1 e和10 e是自然对数的基数 等
10、于2 718 如果起始电压过低 则从起始电压 衰减到其特定百分比的衰减时间的测量精度可能受静电电压表的噪声水平影响很大 3 3充电板测试仪 charged plate monitor CPM 一种具有规定电容和几何形状的带电金属板 通过其放电来测量产品或材料的电荷消散 中和特性 的仪器 3 4电晕 corona 电晕放电 corona discharge 通过高电场产生两种极性的离子的现象 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2015 2 3 5静电耗散材料 static dissipative material 允许电荷在其表面上和 或通过其体积迁移的材料 其迁移时间
11、与产生电荷的时间相比较短 或者 与该电荷引起静电问题的时间相比较短 注1 在本标准中定义的静电耗散材料可能在其他的标准中被认为导电性材料 3 6初始电压 initial voltage 电荷淀积结束一段时间后的表面电位 该时间应与实际情况下电荷从材料表面分离 的时间相匹配 注1 100 ms的时间适用于手动摩擦起电操作 3 7初始电压 initial voltage 施加到充电板测试仪的导电板上的电压 3 8绝缘体 insulator 电荷迁移率极低的材料 其表面上电荷停留时间比电荷产生时间长 4电荷消散的测量方法 4 1原理 电荷消散的测量可采用两种方法 第一种方法是通过电晕放电来确定材料通
12、过其表面消散电荷的能力 由此导致材料表面电位的减少 是通过使用静电电压表或其他同类测量仪器来观察的 此方法适用于材料表面电荷消散的测量 第二种方法是通过在金属板上的电位使其与电压源分开 并通过静电电压表或其他同类测量仪器来 观察金属板电位的下降 从而测量受试物品的电荷消散能力 此方法适用于指套 手套以及手动工具进 行电荷消散的物体电荷消散的测量 注 除了此处描述的充电方法 例如摩擦起电或感应充电 之外 还有其他给材料充电的方法 但与本标准无关 这里不再详述 注意 本国家标准规定的试验方法包含高压电源的使用 如果操作不当 尤其是不合格或无经验注意 本国家标准规定的试验方法包含高压电源的使用 如果
13、操作不当 尤其是不合格或无经验 的人员的人员 可能出现危险可能出现危险 鼓励本国家标准的使用者在从事任何本试验程序之前鼓励本国家标准的使用者在从事任何本试验程序之前 进行适当的风险评估进行适当的风险评估 并且对当地规定给予应有的重视 并且对当地规定给予应有的重视 4 2环境条件 材料的电学性质随温度和湿度的变化而变化 除非另有规定 受试设备的保存及试验环境的温度应为 23 2 相对湿度应为 12 3 并且受试设备在试验前在规定环境条件下至少保持48小时 在实际情况下 环境的温度和相对湿度都应记录下来 4 3电晕电荷衰减测量装置 4 3 1物理设计特征 GB T XXXXX XXXX IEC 6
14、1340 2 1 2015 3 单位为毫米 误差 1mm 说明 1 电晕针簇 所有电晕针尖端形成一个直径为 10 1 mm的圆 2 静电电压表测量孔 3 可移动平板 固定电晕针的绝缘板 对地电阻 10 14 接地上表面用于屏蔽静电电压表 4 接地壳体 5 样品 6 金属平板 背面开放 7 抽出活动平板的孔洞 8 气阀 9 金属平板 背面接地 图 1 用电晕充电法测量电荷消散的示例 GB T XXXXX XXXX IEC 61340 2 1 2015 4 图1显示了一个典型的测量结构和相关尺寸的测试装置图 其它提供类似结果的设备也可以使用 用于淀积和测量淀积电荷的测量孔应为 50 1 mm直径或
15、等面积的准方孔 一排电晕针安装在测 试孔中心上方的可移动板上 静电电压表测量孔应在测试区域中心上方 25士1 mm处 当带有电晕针 的板完全移开时 测试区域应方便地到达静电电压表测量孔径的平面 4 3 2试验材料要求 对于已安放的材料来说 在仪器底板上的试验装置应直接停留在其表面 薄片或者柔性材料应进行 如下支撑 a 对于测试背面开放的材料应放置在接地金属板上 其孔径与仪器测量孔对齐 并且延伸到孔径 之外的宽度至少为 5mm 测试区域背面的屏蔽层应接地 并且其背面屏蔽层距离整个测试区域 至少 25mm 的距离 b 对于测试接地的背衬材料 材料应安放在仪器底板和扁平接地金属板之间 注 如果电荷更
16、容易通过体积测试材料而不是在其表面上移动 则将接地金属板放置在测试区域后面 电荷耗散率 会增加 另一方面 如果电荷更容易在测试材料的表面上移动 那么使用接地金属板则电荷耗散率会降低 因为其存在 会增加容性负载 为了充分了解测试材料的电荷消散情况 在有和没有接地测试区域的接地金属板的两种情况下进行测 量是可取的 在实际应用中 接地的背衬是指与接地表面紧密接触的材料 例如 紧贴穿着者身体的衣服 或金属台面 上的工作台 背面开放测量表示材料与接地表面分离的另一实际极端情况 例如 远离穿着者身体的外套或工作服的底 部边缘 4 3 3电晕电荷淀积 电晕充电至少有5个电晕针实现 电晕针的尖端形成一个直径为 10 1 mm的圆 并且至少距离测 试区域中心上方 10 1 mm 电晕针尖端应由直径范围在0 1mm至0 5mm的无腐蚀金属丝制成 材料的 尺寸和电荷分布 尤其是导电性更好的表面 未精准定义 但是上述设置可以保证淀积电荷及其衰减时 间测量的一致性 注1 电晕充电设备的典型电压在5 kV和10 kV之间 电晕持续时间不应超过50毫秒 通常地 比较合适的时间是10毫秒或20毫秒 以便为测量提供足够
