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1、第一章：静电学学基础1.11概述：高科技的的发展历历程中，电电子技术术和高分分子化学学技术是是两个重重要的方方面。电子产品品设计的的小型化化和高集集成化，相相应的加加工技术术日趋微微、细、薄，使使得对静静电危害害不可忽忽视。随随着电子子技术和和产品向向国民经经济各部部门的广广泛渗透透，静电电的影响响面越加加普遍。正是由于于高分子子化学技技术的发发展，促促成了高高分子材材料在工工业、国国防和人人民生活活各个方方面的广广泛应用用。普通通高分子子材料的的特点之之一就是是它具有有很高的的电阻率率，使其其特别易易于产生生静电。静电造成成的故障障与危害害，通称称静电障障害。从从传统的的观点来来看，它它是火
2、工工、化工工、石油油、粉碎碎加工等等行业引引起火灾灾、爆炸炸等事故故的主要要诱发因因素之一一，也是是亚麻、化纤等等纺织行行业加工工过程中中的质量量及安全全事故隐隐患之一一，还是是造成人人体电击击危害的的重要原原因之一一。因此此，静电电防护是是各行业业最为关关注的安安全问题题之一。随着高科科技的发发展，静静电障害害所造成成的后果果已突破破了安全全问题的的界限。静电放放电造成成的频谱谱干扰危危害，是是在电子子、通信信、航空空、航天天以及一一切应用用现代电电子设备备、仪器器的场合合导致设设备运转转故障、信号丢丢失、误误码的直直接原因因之一。例如，电电子计算算机和程程控交换换机是两两种有代代表性的的现
3、代电电子设备备，如安安装、使使用环境境不当，它它们的工工作都会会受到静静电的困困扰。此此外，静静电造成成敏感电电子元器器件的潜潜在失效效，是降降低电子子产品工工作可靠靠性的重重要因素素。据日日本800年代中中期的一一项统计计资料，在在失效的的半导体体器件中中，有445%是是因静电电危害造造成的。降低静电电障害是是最有效效的手段段是实施施防护。因为，静静电作为为一种自自然现象象，不让让它产生生几乎是是不可能能的，但但把它的的存在控控制在危危险水平平以下，使使其造成成的障害害尽可能能小，则则是可能能的。有有效地进进行静电电防护与与控制，依依赖于对对静电现现象的认认识和对对其发生生、存在在、清除除的
4、控制制，依赖赖于掌握握和了解解静电与与环境条条件的关关联性和和静电发发生的规规律。以上观点点是从静静电危害害的防护护角度而而言的。对静电电的应用用研究本本身就是是一项重重要的高高科技门门类，但但鉴于不不属于本本书讨论论的范围围，在此此不再赘赘述。2.11静电：根据分子子和原子子结构的的理论，自自然界中中的一切切物质都都是由分分子构成成的，而而分子又又是由原原子组成成的。单单质的分分子由一一个或几几个相同同的原子子组成，化化合物的的分子由由两个或或两个以以上不同同的原子子组成。高分子子材料具具有更复复杂的原原子结构构点阵排排列，并并含有更更多种类类及数量量的原子子。原子子是构成成一切化化学元素素
5、的最小小粒子，它它由带正正电的原原子核和和带电的的围绕原原子核旋旋转的电电子组成成，电子子的个数数及排列列层次因因元素而而异。在自然状状态下，原原子中的的这种正正、负电电荷是相相等的，物物质处于于电平衡衡的中性性状态，即即不带电电。在静静电学中中称不带带电的物物体为电电的中性性体。在某种条条件下，当当物质原原子中的的这种电电平衡状状态被打打破，丢丢失或获获得电子子，物质质即由中中性状态态改变为为带电状状态。处处于带电电状态的的物体在在静电学学术语中中称为带带电体。物质在在获得电电子而形形成带电电体时称称为电子子带电，所所带电荷荷称为负负电荷；因失去去电子而而形成带带电体时时，称为为空穴带带电，
6、所所带的电电荷称为为正电荷荷。物质呈现现带电的的现象，称称为带电电现象。物质的的带电现现象是一一种自然然现象。按照物物质所带带动电荷荷的存在在与变化化状态可可分为动动电（流流电）现现象和静静电现象象。静电电现象指指相对于于观察者者而言，所所带的电电荷处于于静止或或缓慢变变化的相相对稳定定状态，动动电现象象则与此此相反。显然，在在静电情情况下，由由于电荷荷静止不不动或其其运动非非常缓慢慢，故它它所引起起的磁场场效应较较之电场场效应来来说可以以忽略不不计划内内。静电可因因多种原原因而发发生，例例如物体体间的磨磨擦、电电场感应应、介质质极化、带电微微粒附着着等许多多物理过过程都有有可能导导致静电电。
7、3.11静电现现象：静电现象象广泛存存在于自自然界、工业生生产和人人们的日日常生活活中。1）自然然界中的的大气静静电现象象人类生活活的地球球本身，就就是个极极大的导导体，它它存储了了大约99.0221055C的负负电荷量量.在距离离地面6603350kkm的电电离层区区建立了了方向垂垂直于地地面的电电场。空空气中的的电场离离地面越越远强度度越低。在海平平面，晴晴天时的的场强达达到1220V/m；在在3kmm高处场场强为225V/ m；在800km高高处，已已处在空空气导电电的电离离层区域域内，其其场强为为410-8V/m，对地地电位22002133kv。大气闪闪电是最最具代表表性的自自然界静静
8、电现象象之一。此外，自自然界中中的电解解、气流流、风沙沙、冰雪雪、烟尘尘等都呈呈现静电电现象。因此，可可以毫不不夸张地地说人类类生活在在静电的的海洋之之中。2）工业业中的静静电现象象工业生产产中，由由于物体体间的机机械分离离、与带带电的物物体接触触或孤立立导体上上的静电电感应作作用，存存在着大大量的静静电现象象。a 在纺纺织工业业中使用用的自由由端静电电纺纱，具具有工艺艺流程短短、产量量高、噪噪音低、用电省省、飞花花少、织织物耐磨磨性强等等优点，它它利用静静电场将将单纤维维直、排排列和凝凝聚，用用自由端端加捻成成纱。由由于电晕晕放电、磨擦、接触、极化、电离等等方式，使使纱织纤纤维带有有静电位位
9、。例如如棉花电电位为-50VV，人造造丝电位位为-1100VV，维尼尼纶电位位为9000V，尼尼龙电位位为1.05kkv。b 在橡橡胶工业业中，合合成橡胶胶从苯槽槽中出来来时，表表面电荷荷密度达达710-6C/m2，静静电位可可达2550 kkv。像像胶压延延机压出出时，产产品静电电位高达达-800 kvv。涂胶胶机的静静电位为为-300 kvv。c 在印印刷和造造纸工业业中，纸纸离开辊辊筒时静静电位可可达100200 kvv，经过过加光机机达500 kvv。印刷刷时，纸纸张静电电位可达达1.00 kvv，在照照像凹板板印刷的的场合，纸纸张带电电密度为为10-8110-110C/ m22。d
10、在石石油工业业中，汽汽油在金金属管道道中流动动时带负负电荷，而而管道带带正电荷荷，汽油油流经棉棉制品材材料时电电位为22.6 kv。槽车装装油时，油油面电位位高在110 kkv以上上。在石石油精炼炼过程中中，油品品经反复复加压、加热、喷射、冷却和和压送等等工序，将将使油料料带有大大量荷。油罐车车在马路路上行驶驶时轮胎胎磨擦起起电，油油料本身身由于摇摇晃也起起电，油油品经过过地阀门门、泵、过滤器器和其他他截面改改变之处处剧烈起起电，特特别在过过滤时起起电电位位很高。e在汽车车运输工工业中，轮轮胎的电电阻率为为108810011.cmm，在一一般车速速下可充充电155500 kvv，甚至至达100
11、0 kkv。传传递皮带带上带电电3040 kv，最最高达880 kkvf 在塑塑料工业业中，塑塑料制品品表面电电阻率为为10116110200.cmm，表面面经磨擦擦其电位位可达11kv以以上。赛赛璐璐相相互磨擦擦时带电电电位高高达400kv。g 在粉粉碎工业业中，大大多数粉粉体，例例如煤粉粉、面粉粉、塑料料粉等，其其体电阻阻率大于于10110.cmm，在传传输及加加工中都都会起电电。这些些粉体材材料在碎碎裂时以以及与器器壁、墙墙壁、粉粉体粒子子相互碰碰撞、磨磨擦时也也会带电电。例如如，面粉粉流出槽槽管时可可带静电电位13 kkv。h 在电电子工业业中，由由于产品品的小型型化。对对静电愈愈加敏
12、感感。器件件加工中中，磨擦擦起电、人体带带电、感感应起电电都是静静电产生生的重要要方式。例如，操操作者的的人体与与大地绝绝缘时，静静电位可可高达11.535 kv.如此高高的静电电位一旦旦放电,足以使使静电敏敏感电子子元器件件、组件件和设备备毁坏、受损、硬击穿穿或软击击穿，形形成永久久性或暂暂时性失失效，或或突然失失效或潜潜在失效效，还可可能因静静电放电电产生宽宽带杂波波干扰信信号，导导致电子子设备误误动作或或其他故故障。第二章：静电防防护1.11概述：通过第11章的介介绍，我我们已经经知道任任何两个个物体的的接触和和分离都都会产生生静电，即即使是同同一类物物体，由由于表面面状态（如如表面污污
13、染、腐腐蚀和粗粗糙度）不不同，在在发生接接触分离离时也会会因表面面逸出功功的差异异而产生生静电。此外，通通过静电电感应或或静电极极化作用用，可以以使原来来不带电电的物体体成为带带电体。这种物物体静电电带电现现象，可可以表现现于固体体，也可可以表现现于液体体、气体体和粉体体。因此此，静电电的发生生是一种种很普遍遍的自然然现象。当静电的的存在超超过一定定的限度度（可以以场强、电位或或存储能能量的形形式体现现），且且在其客客观环境境适宜时时，便会会以其特特有的不不同模式式对生产产环境、产品和和人身产产生危害害。静电的产产生几乎乎是难以以避免的的，但可可以通过过各种行行之有效效的措施施加以防防护，以以
14、使其降降低到可可以接受受的程度度，并尽尽可能地地减少危危害。工工程中实实用的静静电防护护措施尽尽管五花花八门，但但其基本本思路总总是紧密密围绕下下列几点点：1）尽量量减少静静电荷的的产生2）对已已产生的的静电荷荷尽快予予以消除除，包括括加速其其泄漏、中和及及降低它它的程度度3）最大大限度地地减少静静电危害害4）严格格静电防防护管理理，以保保证各项项措施的的有效执执行1.1.1静电防防护的主主要内容容各项防护护措施综综合起来来如表11.1所所示.从表1.1可以以看到，静静电防护护是一种种具有系系统性、立体性性、全方方位、全全过程的的综合性性工作，不不但需要要相当复复杂的相相关技术术措施，而而且需
15、要要强有力力的和健健全的管管理措施施；不但但要求工工程技术术人员参参与，更更要求操操作人员员、使用用及维护护人员参参与。因因此，防防静电意意识的建建立和操操作技能能的培训训，同样样具有特特别重要要的意义义。表1.11 各各项防护护措施综综合表防护途径径主要内容容具体措施施1.防止止静电的的产生(1)控控制静电电的生成成环境湿度控控制.在不致致导致器器材或产产品腐蚀蚀生锈或或其他危危害前提提下,尽量加加大湿度度温度控控制.在可能能条件下下尽量降降低温度度,包括环环境温度度和物体体接触温温度尘埃控控制.此为防防止附着着(吸附)带电的的重要措措施地板、桌椅面面料和工工作台垫垫应由防防静电材材料制成成,并正确确接地静电敏敏感产品品的运送送传递和和存储及及包装应应采取静静电防护护措施喷射、流动、运送、缠绕和和分离速速度应予予控制,在液体体、粉体体等材料料的输送送管道中中使用缓缓和器(2)防防止人体体带电佩戴防防静电腕腕带穿戴防防静电服服装、衣衣、帽穿戴防防静电鞋鞋袜，脚脚链佩戴防防静电手手套、指指套严格禁禁止与工工作无关关的人体体活动（例例如做操操、打闹闹、梳头头发、吃吃东西等等）进行离离子风浴浴(3)材材料选用用要求凡必须须或有可可能发生生接触分分离的材材
