靜電防護

在公元前六世紀，人類就發(fā)現(xiàn)琥珀摩擦后，能夠吸引輕小物體的"靜電現(xiàn)象"。這是自由電荷在物體之間轉(zhuǎn)移后，所呈現(xiàn)的電性。此外絲綢或毛料摩擦時，產(chǎn)生的小火花，是電荷中和的效果。"雷電"則是大自然中，因為云層累積的正負電荷劇烈中和，所產(chǎn)生的電光、雷聲、熱量。

靜電現(xiàn)象包括許多大自然例子，像塑膠袋與手之間的吸引、似乎是自發(fā)性的谷倉爆炸、在制造過程中電子元件的損毀、影印機的運作原理等等。當一個物體的表面接觸到其它表面時，電荷集結于這物體表面成為靜電。雖然電荷交換是因為兩個表面的接觸和分開而產(chǎn)生的，只有當其中一個表面的電阻很高時，電流變的很小，電荷交換的效應才會被注意到。因為，電荷會被入陷于那表面，在那里度過很長一段時間，足夠讓這效應被觀察到的一段時間。

靜電現(xiàn)象是由點電荷彼此相互作用的靜電力產(chǎn)生的。庫倫定律專門描述靜電力的物理性質(zhì)。在氫原子內(nèi)，電子與質(zhì)子彼此相互作用的靜電力超大于萬有引力，靜電力的數(shù)量級大約是萬有引力的數(shù)量級的 40 倍。

ESD英文為Electro Static Discharge即"靜電放電"的意思。我們都知道，不同物質(zhì)的接觸、分離或相互摩擦，即可產(chǎn)生靜電。例如在生產(chǎn)過程中的擠壓、切割、搬運、攪拌和過濾以及生活中的行走、起立、脫衣服等，都會產(chǎn)生靜電。可見，靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。這些靜電也許對人體影響不大，但對于一些ESDS(靜電敏感元件)，卻直接可以使其失去本身應有的正常性能，甚至完全喪失正常功能。這樣ESD防護就非常必要了。

除降低速度、壓力、減少摩擦及接觸頻率，選用適當材料及形狀，增大電導率等抑制措施外，還可采取下列措施:

①接地，即將金屬導體與大地(接地裝置)進行電氣上的連接 ，以便將電荷泄漏到大地。此法適合于消除導體和電阻率在 108歐以下物體上的靜電，而不宜用來消除絕緣體上的靜電，因為絕緣體的接地容易發(fā)生火花放電，引起易燃易爆液體、氣體的點燃或造成對電子設施的干擾。應使絕緣體與大地間保持106~109歐的電阻。僅供消除導體上靜電用的接地，電阻值一般不宜超過 100~1000歐。非金屬導體接地處應包上接觸可靠的金屬物或使用導電涂料，接觸面積不小于 10厘米2。移動設備不能保持經(jīng)常接地，接地操作應選在沒有危險的場合和時間。

②搭接(或跨接)。將兩個以上獨立的金屬導體進行電氣上的連接，使其相互間大體上處于相同的電位(圖3)。

③屏蔽。用接地的金屬線或金屬網(wǎng)等將帶電的物體表面進行包覆，從而將靜電危害限制到不致發(fā)生的程度。屏蔽措施還可防止電子設施受到靜電的干擾。

④對幾乎不能泄漏靜電的絕緣體，采用抗靜電劑以增大電導率，使靜電易于泄漏。

⑤采用噴霧、灑水等方法，使環(huán)境相對濕度提高到60~70%，以抑制靜電的產(chǎn)生，解決紡織廠等生產(chǎn)中靜電的問題。

靜電學主要研究靜電應用技術，如靜電除塵、靜電復印、靜電生物效應等。更主要的是靜電防護技術，如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍事領域的靜電危害，尋求減少靜電造成的損失 近年來隨著科學技術的飛速發(fā)展、微電子技術的廣泛應用及電磁環(huán)境越來越復雜，靜電放電的電磁場效應如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題，已經(jīng)成為一個迫切需要解決的問題。一方面，一些電阻率很高的高分子材料如塑料，橡膠等的制品的廣泛應用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過程的高速化,使得靜電能積累到很高的程度，另一方面，靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用，如輕質(zhì)油品，火藥，固態(tài)電子器件等，工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來越突出，靜電危害造成了相當嚴重的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間將昂貴的電子器件擊穿，造成電子工業(yè)年損失達上百億美元。在興航工業(yè)，靜電放電造成火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾興航飛行器的運行。1967年7月29日，美國Forrestal航空母艦上發(fā)生嚴重事故，一架A4飛機上的導彈突然點火，造成了7200萬美元的損失，并損傷了134人，調(diào)查結果是導彈屏蔽接頭不合格，靜電引起了點火。1969年底在不到一個月的時間內(nèi)荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級油輪洗艙時產(chǎn)生的靜電引起相繼發(fā)生爆炸。

中國近年來在石化企業(yè)曾發(fā)生30多起因靜電造成了嚴重火災爆炸事故。許多工業(yè)發(fā)達國家都建立了靜電研究機構，中國從60年代末開始開展了一些靜電研究工作，80年代開始以來，中國的靜電研究發(fā)展極為迅速。1981年成立了中國物理學會靜電專業(yè)委員會并召開了第一次全國靜電學術會議，全國性的和各地方的靜電學術會議不斷召開，靜電研究和應用的范圍也越來越廣，科研隊伍不斷壯大。

靜電的利用;靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復印、凈化空氣等

靜電除塵:可以消除煙氣中的煤塵.

靜電復印:可以迅速、方便的把圖書、資料、文件復印下來.

高壓靜電還能對白酒生產(chǎn)、酸醋和醬油的陳化有促進作用。陳化后的白酒、酸醋和醬油的品味會更純正。

防靜電產(chǎn)品:

專業(yè)生產(chǎn)防靜電產(chǎn)品和電子輔助產(chǎn)品，系列有:離子風機、離子風槍、離子風棒、離子風嘴、離子風蛇、靜電除塵機、板面除塵機等，

廣泛應用于:精密電子產(chǎn)品生產(chǎn);電子組裝線，微電子生產(chǎn)，光電;醫(yī)藥制造組裝線、印刷、包裝;細小產(chǎn)品成型，塑料薄膜的剪切，圓圈和覆膜，以及模具產(chǎn)品的脫模等。

人穿非導電(指電導率小于1×10-6西/米的物體)鞋時，由于行走等活動會產(chǎn)生、積蓄電荷，并可達到千伏級的電位(這類動作屬危險動作)。此時人觸及其他物體會產(chǎn)生火花 放電并受到電擊。中國所作試驗得出如圖1的E-t(電位-時間)曲線，圖中、×、墷等表示不同個體。在毛毯上行走、脫衣等所產(chǎn)生最高電位達2450伏。而在水磨石地板上重復這些活動，測得最高電位達3500~6000伏。由此可知，人體電位與地面材質(zhì)有關。此外，還與空氣相對濕度，內(nèi)、外衣和鞋襪材質(zhì)等有關。實驗表明，在易燃、易爆場所，不僅工作服(外衣)不得使用化纖材料，內(nèi)衣褲也不得使用。人體活動中的防靜電措施主要有:穿導電性鞋，穿混有導電性纖維或用防靜電劑處理的防靜電工作服，帶人體接地腕帶，或在某些操作前，先用手接觸接地銅線;必要時，工作地面需作導電化處理，如采用電導率為10-6西/米的導電性水磨石或?qū)щ娦韵鹉z(粘面)。

人體放電和發(fā)生電擊的界限

人體放電和發(fā)生電擊的界限是:①電荷量達到(2~3)×10-7庫以上 即產(chǎn)生靜電電擊的放電。如表1所示，電位達3千伏左右即產(chǎn)生靜電電擊。這是人體靜電電容等于或小于標準值 100皮法的時候，即一般取值為90~100皮法的時候。當坐在椅子上或穿薄底鞋或舊皮鞋時，電容大于100皮法， 甚至有時可達數(shù)百皮法，此時產(chǎn)生靜電電擊的界限電位比表1中的值為小。②若帶電物體是導體，當帶電電位在表2中的數(shù)值及以上時，在人體上有(2~3)×10-7庫以上的放電電荷量的放電，人體即受到電擊。③大于100皮法的情 況，對于人體附近有靜電場時，以及當附近有能量較大的帶電體時，人體受到源源不斷的感應，可能足以使遠大于100皮法的人體帶有較高的異號電位，致使易燃、易爆場所產(chǎn)生更大的危險性，因此，應補充人體電容的可能上限值。④若帶電體是非導體，發(fā)生靜電電擊的界限一般不能象對導體那樣以帶電電位來表示。但多數(shù)情況下，當帶電電位約為30千伏以上且由此向人體產(chǎn)生放電時發(fā)生靜電電擊。因此，這時發(fā)生靜電電擊的界限是以帶電電位約為 10千伏和帶電電荷密度約為10-5庫/米2作為大致的標準。但對帶電狀態(tài)特別不均勻時，在非導體中局部有電導率高的部分，以及帶電物體里面或其附近有接地體時，不能作上述判斷。

⒈出門前去洗個手，或者先把手放墻上抹一下去除靜電，還有盡量不穿化纖的衣服。

⒉為避免靜電擊打，可用小金屬器件(如鑰匙)、棉抹布等先碰觸大門、門把、水龍頭、椅背、床欄等消除靜電，再用手觸及。

⒊穿全棉的內(nèi)衣。

⒋準備下車的時候，用右手握住檔，然后用手指碰著下面鐵的部位，然后開車門，把左手放在車門有鐵的位置，但是左手別松，然后把右手放掉，下車，這時候你再用右手抓著門就不會被電到了~~哈。接下去，用力一關，，搞定~~

⒌對付靜電，我們可以采取"防"和"放"兩手。"防"，我們應該盡量選用純棉制品作為衣物和家居飾物的面料，盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具，以防止摩擦起電。盡可能遠離諸如電視機、電冰箱之類的電器，以防止感應起電。"放"，就是要增加濕度，使局部的靜電容易釋放。當你關上電視，離開電腦以后，應該馬上洗手洗臉，讓皮膚表面上的靜電荷在水中釋放掉。在冬天，要盡量選用高保濕的化妝品。常用加濕器。有人喜歡在室內(nèi)飼養(yǎng)觀賞魚和水仙花也是調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的一種好方法。

另外，推薦一個經(jīng)濟實用的加濕方法:在暖氣下放置一盆水，用一條舊毛巾(或吸水好的布)，一頭放在水里，一頭搭在暖氣上，這樣一晝夜可以向屋里蒸發(fā)大約三升水。如果每個暖氣都這樣做，整個房間就會感到濕潤宜人。您不妨試試。

⒍勤洗澡、勤換衣服，能有效消除人體表面積聚的靜電。

下面是兩個小竅門，有助于防止這種電擊。

⒈在房屋內(nèi)，地毯與鞋底摩擦后可能產(chǎn)生靜電，在屋外也可能由于刮風導致身上帶電。這時進出要碰鐵門時小心，手可能挨電打。反復遇到這樣的情況后，可采取如下辦法避免電擊:

在碰鐵門時，不要直接用手直接接觸鐵門，而是用手先大面積抓緊一串你口袋里的鑰匙(通常這并不會遭電擊)，然后，用一個鑰匙的尖端去接觸鐵門，這樣，身上的電就會被放掉，而且不會遭電擊。

原理:手上放電的疼痛是由于高壓放電，由于放電時手與鐵門突然接觸時是極小面積的接觸，因而產(chǎn)生瞬間高壓。如果拿出來口袋里的鑰匙，先大面積握住鑰匙(一串鑰匙本身不能傳走多少電荷因而這時也不會有電擊)，再用一把鑰匙的尖端去接觸大的導體，這時，放電的接觸點就不是手皮膚上的某個點，而是鑰匙尖端，因此手不會感到疼痛(也許鑰匙會!----如果它有疼感的話)。

⒉下出租車時也常發(fā)生電擊現(xiàn)象。主要由于下車時身體與座位摩擦產(chǎn)生靜電積累，而下車后關門時，手突然碰鐵門就會遭電擊。

這種情況常發(fā)生時，最好注意:下車時，即在身體與座位摩擦時，就提前手扶金屬的車門框，可以在摩擦產(chǎn)生靜電時，隨時把身上的靜電排掉，而不至于下車后突然手碰鐵門時放電。

工業(yè)防靜電措施

⒈環(huán)境危險程度控制;

⒉工藝控制;

⒊接地;

⒋增加濕度;

⒌抗靜電添加劑;

⒍靜電中和器;

⒎加強靜電安全管理。

最有效的措施是讓人體與大地相"連接"即"接地"。因此，人要穿上防靜電鞋。要保持人體與大地相連，這就要求地面也是防靜電的才可以將人體的靜電導入大地，所以地面可以用防靜電地墊，防靜電復合膠板，并用防靜電接地線接好地，如經(jīng)費充足，可選用防靜電活動地板，特別是在規(guī)劃設計機房廠房時可以考慮選用防靜電活動地板，如果機房廠房已定且設備也已安裝好，又不想因裝防靜電器材時對這些設備造成停產(chǎn)等到影響時還時選用既價格低廉施工簡單的防靜電地墊，防靜電復合膠板等。3。人穿防靜電鞋并有防靜電地墊、防靜電復合膠板或防靜電活動地板時就一定能起到好的防靜電效果?人穿防靜電鞋并有防靜電地墊、防靜電復合膠板或防靜電活動地板時還不一定能起到好的防靜電效果。通常人們還要穿襪子和墊鞋墊，年青人腳易出汗，這些襪子和墊鞋墊也能導靜電，但在中老年人在干燥的季節(jié)時因鞋內(nèi)干燥，這襪子和墊鞋墊就不能導靜電，而且很多廠家只要求工作人員穿防靜電服和防靜電鞋，忽視了襪子和鞋墊的不利影響，使得這此防靜電鞋和防靜電地面不能發(fā)揮防靜電作用。因此在機房或廠房的入口處放置"人體綜合電阻檢測儀"，它能迅速準確檢測那些穿用不合格的防靜電鞋、襪子和墊鞋墊的人。

僅從防靜電的角度考慮時，人體總的對地電阻越小越好，但最小值受到安全方面的限制，人體必須具有一定值的對地電阻，以便萬一發(fā)生金屬設備或裝置與工頻電源短接的情況下該電阻能夠限制流過操作的人體上的電流。最小值不應小于105Ω，最大不超過109Ω.

防靜電鞋與腕帶的使用中注意問題

⑴、使用腕帶操作時不允許斷開，否則會失去接地作用 。各種腕帶使用的主要問題是開路，有時是臨時性的，有時是長時間斷開，使失去接地作用。

⑵、腕帶扣得不緊造成人體皮膚與腕帶的接觸電阻變大

⑶、有些腕帶的電阻就是帶子本身的，當帶觸及地時使其電阻大大減小，有可能因此造成對人體電擊的危險。

⑷、有些自稱是無線的腕帶，其效果遠不如有線的好。

⑸、防靜電鞋在穿用時應有防靜電襪/鞋墊，并在防靜電地面上工作才能使人體所帶的靜電導到大地，任何一部分電阻過大或斷開都會使人體帶上危害的靜電。所以在重要的部門應有人體電阻測試儀隨時檢測人體所穿的鞋/襪/鞋墊及與人體的總電阻是否能起到泄漏靜電的要求。

⑹ 腕帶應用專門的帶插座的接地線與地連結，不能夾在桌面或桌邊的金屬體上，因為這些金屬體對地的電阻可能很大。

⑺ 要經(jīng)常檢查腕帶的電阻