叙述静电的产生、危害及应用

叙述静电的产生、危害及应用一、静电的产生静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷（流动的电荷就形成了电流）。

当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。

当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。

例如北方冬天天气干燥，人体容易带上静电，当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。

人会有触电的针刺感，夜间能看到火花，这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。

（由基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦，橡胶棒带负电，毛皮带正电）。

静电并不是静止的电，是宏观上暂时停留在某处的电。

人在地毯或沙发上立起时，人体电压也可高1万多伏，而橡胶和塑料薄膜行业的静电更是可高达10多万伏。

物质都是由分子构成，分子是由原子构成，原子由带负电荷的电子和带正电荷的质子构成。

在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负平衡，所以对外表现出不带电的现象。

但是电子环绕于原子核周围，一经外力即脱离轨道，离开原来的原子A而侵入其他的原子B，A原子因减少电子数而带有正电现象，称为阳离子;B原子因增加电子数而呈带负电现象，称为阴离子。

造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道，这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能等)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。

当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个物体得到一些剩余电子的物体而带负电。

若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。

所以物体与其它物体接触后分离就会带上静电。

通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电，在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。

固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。

这是因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。

我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。

实质上摩擦起电是一种接触又分离的造成正负电荷不平衡的过程。

摩擦是一个不断接触与分离的过程。

因此摩擦起电实质上是接触分离起电。

在日常生活，各类物体都可能由于移动或摩擦而产生静电。

另一种常见的起电是感应起电。

当带电物体接近不带电物体时会在不带电的导体的两端分别感应出负电和正电。

二、静电的危害静电的危害很多，它的第一种危害来源于带电体的互相作用。

在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼。

静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。

漆黑的夜晚，人们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，这对人体基本无害。

但在手术台上，电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。

静电在工业方面造成的危害主要可归结为以下两种机理：其一：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。

（4）在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。

其二，静电引力（ESA）造成的危害：（1）电子工业：吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。

（2）胶片和塑料工业：使胶片或薄膜收卷不齐；胶片、CD塑盘沾染灰尘，影响品质。

（3）造纸印刷工业：纸张收卷不齐，套印不准，吸污严重，甚至纸张黏结，影响生产。

（4）纺织工业：造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结等危害。

在人体方面持久性的静电可引起人体血液的pH值升高，尿中钙排泄量增加，血钙减少，对孕产妇的健康危害最大，静电可致孕产妇体内孕激素水平下降，让她们容易感到疲劳、烦躁和头痛等。

静电吸附的大量尘埃中含有多种病毒、细菌与有害物质，它们会使婴幼儿的皮肤起斑发炎，抵抗力弱的婴幼儿甚至有可能引发气管炎、哮喘和心律失常等等!长期处于开着的电视、电脑和微波炉等环境下，就常常可能有毛孔变大，皮肤干燥、红斑、皮肤瘙痒等症状。

而天天操作电脑的办公室白领脸部红斑、色素沉着等面部疾病的发病概率远远高于不用电脑者，这是由于电脑屏幕所产生的静电吸引了大量悬浮的灰尘，使面部受到刺激引起的。

对于皮肤敏感的人更是如此。

在临床上，当某些人病危时，可能使用一种电击的方式挽救病人生命，因为对心脏电击能除颤。

可见一定量的电流能起到救人的作用，但是正常的人并不需要电流。

若是人体所带的静电在数千伏甚至万伏，它会严重干扰以至改变人体内所固有的电位差，特别是影响到心脏的正常工作，有可能引起心率异常和心脏早搏。

冬季有1/3的心血管疾病与静电有关，查不出病因的心脏病人、神经衰弱的人十之八九是因为长期受静电干扰所至。

干燥产生的静电还会引起神经细胞膜电流传导异常，影响人的中枢神经，使人感到疲劳、烦躁、失眠、头痛。

三、静电的应用利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理，实现多种加工工艺和加工设备。

在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。

静电除尘和分选：静电除尘是利用静电场的作用, 使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附，并将尘粒从烟气中分离出来而将其去除。

这是静电应用的主要方面，可用于各种工厂的烟气除尘。

静电喷涂：利用静电吸附作用将聚合物涂料微粒涂敷在接地金属物体上，然后将其送入烘炉以形成厚度均匀的涂层。

电晕放电电极使直径5～30微米的涂料粒子带电，在输送气力和静电力的作用下，涂料粒子飞向被涂物，粒子所带电荷与被涂物上的感应电荷之间的吸附力使涂料牢固地附在被涂物上。

一般经2～3秒，涂层即可达40～50微米厚。

静电喷漆是在高压静电场作用下，使从喷枪喷出来的漆雾带上电荷，这种带电的漆雾，向带异号电荷的工件表面吸附，沉积成均匀的涂膜。

静电喷涂的漆液利用率甚高，可达80～90％。

主要用于汽车、机械、家用电器等行业。

喷撒农药的静电喷雾机和静电喷粉机均装设静电喷头,利用数百到数千伏的高压直流电源通电到喷头,使药液或药粉颗粒带电，而防治目标则由静电感应而引发出相反极性的电荷，从而使药液或药粉颗粒在静电场作用下奔向防治目标。

利用静电作用能显著提高命中率，减少药剂损失和对环境的污染，并可将药剂喷洒到目标的背面以增强防治效果。

静电纺纱：在纺纱过程中利用静电场对纤维的作用力，使纤维得到伸直、排列和凝聚，并在自由端须条加拈时起到平衡的作用，使纺纱能连续进行。

是属于自由端纺纱范畴的一种新型纺纱技术。

美国于1949年首先进行研究，现在世界上仍处于理论探讨和试验阶段，尚未达到工业生产规模。

中国从1958年开始研究，现已建立了中试车间，并能稳定地进行几十个品种的生产。

静电纺纱装置是由单纤维供应机构、静电场发生器、加拈器和卷绕机构4个部分所组成。

主要工艺流程为并条给湿，低速刺辊分梳，气流剥棉输送，封闭容器电场中定向排列及高速回转加拈成纱。

存在问题是纱疵较多，劳动生产率及经济效益还赶不上传统纺纱工艺。

但其优点是产量高，大成形，将粗纱、细纱、筒子3道工序合为一道，且用电省。

特别是用于生产包芯竹节、彩色竹节及混纺方面更能显示静电纺纱的优越性静电植绒：利用静电场作用力使绒毛极化并沿电场方向排列，同时被吸着在涂有粘合剂的基底上成为绒毛制品。

其装置由两个平行板电极构成。

其中下电极接地，并在其上放置基底材料和短纤维；上电极板施加高压直流电，两电极间形成强电场。

以仿麂皮绒产品为例，其工作过程是：将35～60千伏高压电源的负极接入装有绒毛的金属网框上，涂有粘合剂的基底材料置于金属托架上,并接入电源的正极,使金属网框和金属托架之间形成静电场。

经过整形处理后的绒毛通过金属网孔以后，进入电场被极化，并使其转动而平行于电场方向，沉于基底而被粘敷,形成植绒物品。

目前主要产品类型有:纤维制品如地毯、坐垫、人造皮毛和印花绒布等；塑料制品如装饰布、保护用吸声布及赋有表面弹性的制品等；金属制品有装饰材料、保护材料和隔热材料等；其他还有用于装饰的木制壳体和纸制壳体等。

静电复印：利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影，经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。

所用材料为非银感光材料。

静电复印有直接法和间接法两种。

前者将原稿的图像直接复印在涂敷氧化锌的感光纸上,又称涂层纸复印机;后者将原稿图像先变为感光体上的静电潜像，然后再转印到普通纸上，故又称普通纸复印机。

按显影剂形态是干粉还是液体又可分为干式和湿式两类。

目前世界各国生产的以干式间接法静电复印机为主。

常用的复印材料有氧化锌、硒、硫化镉等无机光电导材料，以及聚乙烯咔唑(PVK)、三硝基芴酮(TNF)等有机光电导材料。

静电复印过程为:首先使敏感层均匀充电;然后用原稿进行反射曝光；由于光照部位光电导层电荷密度的差异而形成静电潜像，经热塑性的调色剂作覆盖干法显影处理(显影)；将白纸覆在敏感层上再次充电使影像转移到纸上(转印)；经瞬时加热使调色剂固定在纸上（定影）而得到复印件。

静电复印体系同过去的湿法显影复印技术相比有显著的优点：简便，迅速，清晰，对操作人员无污染。

静电复印与现代通信技术以及电子计算机技术和激光技术等结合起来，成为信息网络中的一个重要组成部分。

在近距离或远距离传输过程中作为读取和记录信息的终端，是办公自动化中的一环。

静电制版是利用静电复印原理，使具有光电导性能的纸版成为静电照相版。

与传统的照相制版相比，静电制版速度快、工序少、成本低、操作简便、节约白银。

其中光电导纸版是关键，一般采用成本低、制作易、毒性小的氧化锌纸版，它由氧化锌微粉体分散在绝缘树脂中，并和其他一些物质涂布在纸基上制成。