静电防护基本知识共44页
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静电防护的基本知识1.静电是什么?*自然規律是試圖將正電荷和負電荷保持平衡,理想的物体應保待不帶電的中性狀態. *當物体表面的分子帶有電荷或极化時,帶電現象就出現了.*任何一种材料都可能帶靜電,而產生靜電的最普通方式,就是感應和摩擦生電. *從發生的結果來看,所謂靜電應為离子在兩接触面產生位移 2.静电的定义静电(Electrostatic ):是一种处于相对稳定状态的电荷。
它所引起的磁场效应较之电场效应可以忽略不计。
静电是一种电能,它留存物体表面。
静电放电(Electro-Static discharge ):在具有不同静电位的物体或表面之间的静电荷转移。
3.静电的产生原理a.固体接触带电。
以金属带电为例,当两种不同的金属相接触,二者之间接触距离D 达到或小于2.5×10-9cm 时,因金属的逸出功不同,在接触面两边,形成等量异号电荷,称为偶电层。
逸出功(work function ):又名功函数,将某一材料中处于费密能级的电子移至无穷处所需的最小能量,单位通常用电子伏特表示,简单的说就是把粒子从金属表面移动出来所需的最小能量金属与金属接触、金属和无机半导体的接触、金属与绝缘体接触以及两种均匀固体介质接触,都会因形成偶电层而带电。
b .固体分离带电相接触的两个物体,其间的电荷迁移将因接触偶电层的出现而逐渐达到动态平衡时,从外部看是不带电的。
如果使两个接触的固体突然分离,他们将分别带上电量相等而符号相反的电荷。
c.物体摩擦带电摩擦带电方法是指任意两个物体之间互相摩擦并分别带上异号电荷。
这实际是“接触”与“分离”两种带电方法的作用合成。
由于物体间的摩擦作用增加了接触点数,而且由于有热效应,可改变相互作用面的表面能量状态,所以摩擦方式促进了物体的起电,但其带电机理与接触,分离方式相同。
摩擦起电的基本过程接触→电荷转移→偶电层的形成→电荷分离摩擦生電由強至弱:+ Hand 人手Asbestos 石棉Glass 玻璃Human Hair 人發Nylon 耐隆Wool 羊毛Lead 鉛Silk 絲Paper 紙張Cotton 棉花Steel 鋼鐵Wood 木材Acetate Rayon 醋酸螺瑩絲Orlon 奧龍Saran 莎冉樹脂(包食物用透明膜)Polyethylene 聚乙烯樹脂- Teflon 鐵氟龍d.操作工服装上静电压的测量值试验条件:T=25℃ RH=45%试验者穿用服装材料:内衣为涤纶与原棉混纺织物,外衣为晴纶与羊毛混纺织物地坪材料:普通水泥地面试仪表:DWJ-81型静电电位计测e.固体导电的感应带电置一个不带电的中性导体于一个带电体附近,由于静电场力线的存在,前者将受到后者静电场力的作用,使靠近带电体的一端产生与带电体异性的电荷,另一端则产生与带电体同性的电荷,这种现象称为静电感应现象。
静电安全防护知识静电是自然界中普遍存在的一种现象,它是由于物体表面带有相互分离的正负电荷而产生的静电场。
静电现象可以在日常生活中的各种场景中出现,例如衣物与身体摩擦产生静电、天空中的雷电等。
虽然静电本身并不危险,但在某些情况下,静电可能引发火灾和爆炸等安全风险。
为了保障人们的安全,在一些特定的工作场所或环境中,我们需要采取相应的静电安全防护措施。
以下是关于静电安全防护的一些基本知识。
一、静电的形成及特点静电是由于物体的电荷分离而产生的,当物体表面存在正负电荷时,物体在与其他物体或环境接触时会发生静电放电。
静电的特点包括以下几个方面:1. 静电是暂时存在的,物体在与其他物体或环境接触后会失去静电;2. 静电的大小取决于物体的电荷量和电压;3. 静电在干燥的环境下更容易产生和积累,湿度越高,静电现象越少;4. 静电的放电能够产生火花,造成火灾和爆炸等危险。
二、静电的危害静电在某些特定场合下可能会引发危险,主要包括以下几个方面:1. 火灾和爆炸:静电放电能够引发火花,当有易燃物质存在时,火花可能引发火灾和爆炸;2. 电击:当人体接触带有高静电电荷的物体时,可能发生电击现象,导致人身伤害;3. 电子设备故障:静电放电可能导致电子设备损坏或失效,造成经济损失。
三、静电安全防护措施为了防止静电引发的危险,我们需要采取一些静电安全防护措施,以下是一些常见的防护方法:1. 防止静电积聚:在容易产生静电的场所,可以采取一系列措施,如增加空气湿度、使用导电设备等,来减少或避免静电的产生和积聚;2. 接地保护:对于产生静电的设备或物体,应该进行接地处理,将其与地球接触,以便将静电安全地散去;3. 静电消除器:对于需要频繁接触的物体,可以使用专门的静电消除器来消除静电,避免电击等伤害;4. 防火安全措施:在易燃环境中,应该采取相应的防火安全措施,如使用防静电地板、使用防爆电器设备等;5. 静电防护服装:在一些特定工作环境中,可以配备防静电服装,以避免静电的危害;6. 静电监测与测试:对于一些需要进行静电安全防护的场所或设备,可以设置静电监测仪器,对静电进行实时监测和测试,及时采取相应措施。
静电防护基本知识讲解一、静电的基本概念人们对电的认识始于对静电现象的观察。
公元前600年古希腊哲学家在研究磁石的磁性时发现用丝绸、绒布摩擦琥珀之后有类似于磁石能吸引轻小物体的性质,成为有历史记载的第一个静电实验者。
我国西晋张华的《博物志》中也有记载:”今人梳头,解箸衣,有随梳解结,有光者,亦有咤声。
”这里记载头发因摩擦起电发出的闪光和噼啪之声。
静电是相对观察者静止不动的稳定的电荷。
物体所带的电荷有两种,而且只有这两种,称为正电和负电。
静电是物体表面过剩或不足的静止电荷。
静电是正电荷和负电荷在局部范围内失去电平衡的结果。
1、静电的特点1)高电位:设备或人体上的静电电位最高可达数万伏以至数十万伏;在正常操作条件下也常达数万至数千伏。
2)低电量:通常为毫微库仑(10-9C)级。
3)小电流:多为微安(μA、10-6A)级。
4)作用时间短:微秒(μS、10-6S)级。
5)静电受环境条件,特别是湿度的影响比较大。
2、静电放电(ESD)ELECTRONIC STATIC DISCHARGE,静电放电指两个具有不同静电电位的物体,由于直接接触或静电场感应引起的两物体间的静电电荷的转移。
静电危害是由静电放电引起的, ESD防护最根本的是防止静电放电。
二、静电产生的原因1、摩擦带电:由于物体间的摩擦生热,激发电子转移,而使物体带电。
2、接触带电:由于物体间的接触和分离产生电子转移,而使物体带电,当一物体A接触到带电物体B时,其电荷就会直接传导给物体A,达到电平衡状态时,物体A与物体B的电位相等,使物体A带电。
3、电磁感应带电:当一物体接近其他带电的物体时,这些带电的物体的电场作用于这个物体。
静电感应使电荷重新分配。
若该物体对地绝缘,物体静电荷为零,但对地电位不为零,有静电能量,此时物体带电。
4、吸附带电:物体进入带有电荷的水雾或微粒的空间,带有电荷的水雾或微粒会吸附在物体表面上,也会使物体体吸附带电。
三、静电在工业生产中的危害与防护(一)静电的产生在工业生产中是不可避免的,其造成的危害主要可归结为以下两种机理:1、静电放电(ESD)造成的危害:1)引起电子设备的故障或误动作,造成电磁干扰;2)击穿集成电路和精密的电子元件,或者促使元件老化,降低生产成品率;3)高压静电放电造成电击,危及人身安全(二次伤害);4)易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
第一章:静电基础知识在生活中经常会碰到静电放电现象,特别在干燥的冬天,衣服,头发都极易带上静电,但在生产与电气操作中,防护静电特别重要,处理不好,会破坏设备,搞乱生产,甚至造成大灾难。
所以了解以及掌握静电知识十分重要。
一、静电的产生、放电与引燃1、静电产生的原因cΩ.cm,因其本身具有较好的导电性能,静电将很快泄漏。
但如汽油、苯、乙醚等,它们的电阻率都在1011-1014Ω.cm,都很容易产生和积累静电。
因此,电阻率是静电能否积聚的条件。
物质的介电常数是决定静电电容的主要因素,它与物质的电阻率同样密切影响着静电产生的结果,通常采用相对介电常数来表示。
2、产生静电的几种形式A.接触起电接触起电可发生在固体-固体、液体-液体或固体-液体的分界面上。
气体不能由这种方式带电,但如果气体中悬浮有固体颗粒或液滴,则固体颗粒或液滴均可以由接触方式带电,以致这种气体能够携带静电电荷。
B.破断起电不论材料破断前其内部电荷分布是否均匀,破断后均可能在宏观范围内导致正负电荷分离,产生静电。
这种起电称破断起电。
固体粉碎、液体分裂过程的起电都属于破断起电。
C.感应起电导体能由其周围的一个或一些带电体感应而带电。
任何带电体周围都有电场,电场中的导体能改变周围电场的分布,同时在电场作用下,导体上分离出极性相反的两种电荷。
如果该导体与周围绝缘则将带有电位,称感应带电。
导体带有电位,加上它带有分离开来的电荷。
因此,该导体能够发生静电放电。
D.电荷迁移当一个带电体与一个非带电体相接触时,电荷将按各自导电率所允许的程度在它们之间分配,这就是电荷迁移。
当带电雾滴或粉尘撞击在固体上(如静电除尘)时,会产生有力的电荷迁移。
当气体离子流射在初始不带电的物体上时,也会出现类似的电荷迁移。
3、影响静电产生的因素静电产生受物质种类、杂质、表面状态、接触特征、分离速度、带电历程等因素的影响。
A.物质种类相互接触的两种物体材质不同时,界面双电层和接触电位差亦不同,起电强弱也不同。
静电防护知识一.术语及定义1. 静电:物体表面过剩或不足的静止的电荷2. 静电场:静电在其周围形成的电场3.静电放电:两个具有不同静电电位的物体,由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。
静电电场的能量达到一定程度后,击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。
ESD是英文Electrostatics Discharge的缩写,即"静电放电"的意思。
4.静电敏感度:元器件所能承受的静电放电电压5.静电敏感器件:对静电放电敏感的器件6.接地:电气连接到能供给或接受大量电荷的物体,如大地,船等.7.中和:利用异性电荷使静电消失8.防静电工作区:配备各种防静电设备和器材,能限制静电电位,具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地二、静电的产生:1.摩擦:在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的最普通方法,就是摩擦生电。
材料的绝缘性越好,越容易是使用摩擦生电。
另外,任何两种不同物质的物体接触后再分离,也能产生静电;。
2. 感应:针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如将其置于一电场中,由于同性相斥,异性相吸,正负电子就会转移。
3. 传导:针对导电材料而言,因电子能在它的表面自由流动,如与带电物体接触,将发生电荷转移。
人身日常活动所带的静电下表提供在没有进行防静电治理的生产环境里,电子工厂工作人员日常工作的产生的静电强度和湿度的关系:静电电压(V)人身的活动情形10-20%RH 65-90% RH走过化纤地毯35000 1500拿TEFLON硅片架30000 1200走过塑胶地板12000 250坐椅子上工作的人6000 100翻塑面说明书文件7000 600拿起普通聚乙烯袋20000 1000从垫有聚氨基甲酸泡沫的工18000 1500作椅上站起可见增加环境湿度能降低静电电压。
经试验,人体带静电5万伏时没有不适的感觉,带上8万伏高压静电时依然面带微笑,1 0万伏(最高试验过12万伏)时也没有生命危险!三、静电的危害集成电路元器件的线路缩小,耐压降低,线路面积减小,使得器件耐静电冲击能力的减弱,静电电场(Static Electric Field)和静电电流(ESDcurrent)成为这些高密度元器件的致命杀手。
一、静电防护基础知识1、静电的概念:静电就是静止的电荷。
任何物质都由原子组合而成,而原子的基本结构为质子、中子跟电子。
质子与中子因质量较高,结合力强、不易分离紧密聚在一起称为原子核。
电子质量小,环绕原子核外,依其电气的特性。
将质子定义为正电,中子因不具电气特性不带电。
电子的电气特性与质子相反,带负电。
在正常状态下,一个原子的质子数与电子数量相同,正---负平衡,所以对外表现为中性不带电。
但是电子环绕于原子核周围,经外力即脱离轨道,离开原来的原子A,而投入其他的原子B,A原子因缺少电子而带有正电现象,称为阳离子;B原子因有多余电子而呈带负电现象称为阴离子,造成不平衡电子分布原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能源如:动能、热能、化学能等等。
任何两个不同材质的物体接触后再分离即可产生静电。
譬如:在冬季空气干燥及光线暗淡环境下,脱掉毛线衣服时所产生的火星、彩色显管电视屏幕上粘附的灰尘等等,都是积累的静电所致。
二、静电防护的目的与危害性:1、静电就是指静止的电荷。
2、静电防护的目的:防止静电击穿电子元件或产品,确保产品质量不受影响。
3、静电的危害性:①元件吸附灰尘,改变线路间的阻抗,影响元件的功能和寿命;②因电场或电流破坏元件绝缘层和导体,使元器件不能工作(或者完全性破坏);③因瞬间的电场软击穿或电流产生过热,使元件受伤,虽然仍能工作,但是寿命受损;4、静电的产生原因:静电的产生是一种复杂的现象,由非导体的运动产生的。
当两个物体相互磨擦时,就产生了静电:如塑料包的拿起或打开、合成衣料的磨擦、塑料鞋底在地板上的磨动或塑料吸锡器的吸动、以及人体本身也带静电。
5、静电防护的方法:①敏感元件和电路板组件不使用时须放入静电袋、静电盒保存;②从防护静电袋中移出静电敏感器件时必须是在防静电工作环境中;③防静电环境中应无静电产生物:如:塑料文件夹、塑料吸锡器。
6、常用的防静电工具:包括防静电手环(分有线防静电环和无线防静电环)、防静电胶垫、防静电手环测试仪、静电测量仪。
静电安全防护知识静电防护安全知识一、静电的特性及危害1、静电的产生:当两种物体接触,其间距离小于25x10-8厘米时,将发生电子转移,并在分界面两侧出现大小相等,极性相反的两层电荷。
当两种物体迅速分离时即可产生静电。
容易产生和积累危险静电的工艺过程:1、固体物质大面积摩擦。
2、固体物质的粉碎、研磨过程;粉体物料的筛分、过滤、输送、干燥过程;悬浮粉尘的高速运动。
3、在混合器中搅拌各种高电阻率物质。
4、高电阻率液体在管道中高速流动,液体喷出管口,液体注入容器。
5、液化气体、压缩气体或高压蒸汽在管道中流动或由管口喷出时。
6、穿化纤布料衣服、高绝缘鞋的人员在操作、行走、起立等。
2、静电的特点:1、电压高。
静电能量不大,但其电压很高。
固体静电可达20万伏,液体静电和粉体静电可达数万伏,气体和蒸汽静电可达1万伏以上,人体静电也可达1万伏以上。
2、泄漏慢。
因积累静电的材料的电阻率都很高,其上的静电很慢。
3、影响因素多。
如材质、杂质、物料特征、工艺设备(如几何形状、接触面积)、工艺参数(如作业速度)、湿度和温度、带电历程等因素。
由于静电的影响因素多,静电事故的随机性强3、静电的危害:工艺过程产生的静电可能引起爆炸和火灾,也可给人以电击,还可能妨碍生产。
如:合成分厂306车间2007年12月2日上午,丙叉反应工序在投料时发生的闪爆事故。
一分厂109车间2010年11月11日上午三楼配料工段一步制粒机内部物料发生爆燃事故皆为静电放点所致。
4、放电与引燃1、各类静电放电种类1.1 电晕放电。
即在两电极间放电,引燃能力很小。
1.2 刷形放电。
非导体与导体间易发生,引燃能力中等。
1.3 火花放电。
发生在相距较近的带电金属导体间,释放能量集中,引燃力很强。
1.4 传播型刷形放电。
发生在具有高速起电的场所,放电能量大,引燃能力很强。
2、在相同电位条件下,液面或固体表面带负电荷时发生的放电,比带正电荷时发生的放电对可燃气体的引燃能力大。