静电产生的原理及对工业产品危害一、静电现象及产生机理1.1静电现象当一个人在房间地面上走动时，由于鞋底不断和地面接触分离就会产生静 电。当电子器件滑入或滑出包装袋和包装盒时，它的外壳或金属引线与容器反复 接触和分离就产生了静电荷。包装印刷过程中由于不同物质之间频繁的撞击、摩擦以及接触，结果是使参 与包装印刷过程的几乎所有物体都带有静电。1.2静电定义由于材料表面电荷的不平衡引起静电荷，这种电荷的不平衡产生了可以测量 到的电场，该电场能够在远处影响别的物体，此时我们说物体具有静电。当静电 荷积累到一定的电场强度，就会发生静电放电，它是指在不同电势的两个物体之 间静电电荷的转移。1.3静电产生机理任何两种不同的物体或处于不同状态的同一种物体，发生接触-分离过程时， 都会发生电荷的转移，即发生静电起电现象。 金属间接触起电两种金属接触-分离时也会发生电荷的转移，从而产生静电。只是在分离过程 中，由于金属的导电性良好，常常很快将静电荷导走，分离后金属上几乎没有静 电荷，从而在通常条件下不显示出静电带电现象。 金属与绝缘材料的接触起电绝缘材料与金属接触时，电子在金属和绝缘材料之间的转移过程，不仅决定 于金属的费米能级和绝缘材料中电子的能量状态，而且决定于绝缘材料表面缺陷 和表面沾污，甚至与接触时间，接触次数，接触面积有关。 绝缘材料之间的接触起电当两种绝缘材料接触时，也会发生电荷的转移。但绝缘材料的接触起电机理 相当复杂，与金属间接触起电有明显的不同。金属间接触起电产生的电荷只分布 在金属的表面。绝缘材料接触起电时，其产生的电荷不仅会分布在物体表面，有 时也会进入物体内部，形成体电荷分布，即形成极化电荷：+ + +A旨如电场消失后极化分子能够恢复杂乱无章的状态，此为可逆极化，此物质上的静 电荷能够被消除，否则为不可逆极化，静电荷无法消除，只能被抑制。 摩擦在接触起电过程中的作用在静电起电中，决定一个物体带电量多少的因素很多，如材料的费米能级、 接触面积、分离速度、相对湿度及其他因素。其中摩擦在接触起电过程中起着非 常重要的作用。实际上摩擦并不是静电起电的必要条件，单纯的接触-分离过程就会使物体带 电，但摩擦确实可以使接触起电的效应增强。摩擦过程实际上就是相互摩擦的两 个物体接触面上不同接触点之间连续不断地进行接触和分离的过程。对于金属导 体来说，只有两种导体最后分离那一瞬间才对静电起电有作用；对于绝缘体来说， 摩擦的整个过程都和静电起电有关，如摩擦引起的温度升高、材料界面凸起部分 的断裂、热分解、压电效应及热电效应等等，都会改变静电起电量。另外，摩擦 的类型（如对称摩擦还是非对称摩擦，平面沿固定方向摩擦还是转动式或扭转式 摩擦等等）、摩擦时间（瞬时接触分离还是长时间的摩擦后再分离）、摩擦速度 （分离速度）、摩擦时的接触面积（摩擦长度）和摩擦时正压力等因素都与起电 电量有关。二、静电危害2.1工业生产中的静电障害：在纺织行业及有纤维加工的行业，特别是涤纶、晴纶等合成纤维的生产、处 理工序，静电问题突出，妨碍生产或降低产品质量。在织布、印染等过程中，由于静电力吸附作用，可能吸附灰尘等，降低产品 质量，甚至影响缠卷，使缠卷不紧。在粉体生产、加工过程中，静电除带来火灾和爆炸危险外，还会降低生产效 率、影响产品质量。在塑料和橡胶行业，由于制品与辊轴的摩擦、制品的挤压或拉伸，会产生大 量的静电。一方面存在火灾和爆炸危险，另一方面，由于静电不能迅速消散会吸 附大量灰尘，而不得不花费大量时间清扫。在印刷行业，由于纸张带有静电，使纸张的移动受到阻碍，可能使纸张不能 分开，粘在传送带上，出现套印不准、折收不齐，油墨受力移动，降低印刷质量 等问题。在感光胶片行业，由于胶片与辊轴的高速摩擦，胶片的静电电压可高达数千 伏甚至上万伏。一旦发生静电放电，会使胶片感光而报废。另外，带电的胶片会 因静电引力吸附灰尘降低胶片质量。在涂膜工艺，由于静电力的影响，会出现涂膜不匀的问题。在食品行业，粉状原料会由于静电而吸附在工艺设备的内壁上，往往一时不 能清除，而在改制另一种食品时，这些残留在设备内壁上的食品可能脱落下来， 混合进来，降低食品质量。2.2电子行业的静电危害：静电放电可以改变半导体器件的电性能，使它降级或损坏。静电放电也会扰乱电子设备的正常操作，引起设备故障或损坏。静电荷还会在无尘室引起麻烦。带电表面能够吸引污染物，使它们在环境中 移动困难。当硅晶体或器件的电路部分沾染了灰尘，就会造成电路不可预料 的缺陷并影响其产品质量。2.3静电电击危害导致人员伤害