中文静电知识(图文并茂,着重介绍静电原理,产生过程和解决方案,难得的好东西)

物体之间摩擦、接触、感应等过 程会使得物体表面电荷分布不均 匀，从而产生静电。
静电场与电荷分布
静电场
由静止电荷产生的电场称为静电场。静电场是有源无旋场，电荷是场源。
电荷分布
在静电场中，电荷分布决定了电场的分布。电荷分布可以是点电荷、线电荷或 面电荷等。
静电现象及其特点
静止性
静电是静止状态下的电荷，不 会流动。
探讨
传导起电方式在静电喷涂、静电复印等领域有着广泛的应用 。例如，在静电喷涂中，利用高压静电场使涂料微粒带上负 电荷，然后飞向接地的被涂物表面，形成均匀的涂层。
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静电危害与防护措施
静电对人体危害及安全距离要求
静电电击
静电放电时产生的瞬间高电压 可能导致人体电击，造成伤害
。
引发火灾或爆炸
静电放电产生的火花可能引燃 易燃物质，引发火灾或爆炸。
过程描述
例如，将带电的玻璃棒与验电器的金属球接触，验电器的金属箔会张开，这是因 为玻璃棒上的电荷转移到了验电器上，使验电器也带上电原理
当带电物体靠近另一个导体时，会在导体中产生感应电荷， 感应电荷的极性与带电物体相反。如果此时将导体接地，感 应电荷会通过接地线流入大地，从而使导体带上与带电物体 相反的电荷。
实验步骤详细指导
步骤一
准备实验器材，包括 静电发生器、金属球、 绝缘支架、验电器等。
步骤二
将金属球悬挂在绝缘 支架上，并确保金属 球与地面绝缘。
步骤三
打开静电发生器，调 整电压和频率，使金 属球带上电荷。
步骤四
使用验电器检验金属 球是否带电，并记录 电荷性质（正电荷或 负电荷）。
步骤五
改变静电发生器的电 压和频率，重复步骤 三和四，观察并记录 不同条件下的静电现 象。

静电产生的原理及防护1.静电的形成所谓静电,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;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;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、、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接触分离起电,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;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;2.静电的危害第一种危害,来源于带电体的互相作用；第二大危害,是有可能因静电火花点燃某些体而发生爆炸；工业中的危害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：其一：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,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;3.静电的工业防护1使用防静电材料金属是导体,因导体的漏放电流大,会损坏器件;另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电,因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料;而是采用表面电阻1×105Ω.cm以下的所谓静电导体,以及表面电阻1×105×108Ω.cm的静电亚导体作为防静电材料;2泄漏与接地对可能产生或已经产生静电的部位进行接地,提供静电释放通道;采用埋大地线的方法建立“独立”地线;使地线与大地之间的电阻＜10Ω;3导体带静电的消除导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地;放电体上的电压与释放时间可用下式表示UT=U0L1/RC式中UT——T时刻的电压VU0——起始电压VR——等效电阻ΩC——导体等效电容pf一般要求在1s内将静电泄漏;即1s内将电压降至100V以下的安全区;这样可以防止泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏;若U0=500V,C=200pf,想在1s内使UT 达到100V则要求R=×109Ω;因此静电防护系统中通常用1MΩ的限流电阻,将泄放电流限制在5mA以下;这是为操作安全设计的;如果操作人员在静电防护系统中,不小心触及到220V 工业电压,也不会带来危险;4非导体带静电的消除对于绝缘体上的静电,由于电荷不能在绝缘体上流动,因此不能用接地的方法消除静电;可采用以下措施：a使用离子风机——离子风机产生正、负离子,可以中和静电源的静电;可设置在空间和贴装机贴片头附近;b使用静电消除剂——静电消除剂属于表面活性剂;可用静电消除剂擦洗仪器和物体表面,能迅速消除物体表面的静电;c控制环境湿度——增加湿度可提高非导体材料的表面电导率,使物体表面不易积聚静电;例如北方干燥环境可采取加湿通风的措施;d采用静电屏蔽——对易产生静电的设备可采用屏蔽罩笼,并将屏蔽罩笼有效接地;5工艺控制法为了在电子产品制造中尽量少的产生静电,控制静电荷积聚,对已经存在的静电积聚迅速消除掉,即时释放,应从厂房设计、设备安装、操作、等方面采取有效措施;有关纺织品的静电标准：GB12014-2009 防静电服EN1149-1 防护服装静电性能表面电阻率的测试方法与要求；EN1149-2防护服装静电性能通过材料的电阻垂直电阻的测试方法；EN1149-3防护服装静电性能电荷衰减量测试方法；EN1149-5防护服装静电性能材料的性能和设计要求；纺织品的静电性能评定第一部分：静电压半衰期；纺织品的静电性能评定第二部分：电荷面密度；纺织品的静电性能评定第三部分：电荷量；纺织品的静电性能评定第四部分：电阻率；纺织品的静电性能评定第四部分：摩擦带电电压；纺织品的静电性能评定第四部分：纤维泄露电阻；纺织品的静电性能评定第四部分：动态静电压；GB12703部分资料不齐。

2 除静电器尖端放电注意防止电击。
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四 静电损害的特点
1. 隐蔽性 人体不能直接感知静电，除非
发生静电放电,但是发生静电放电人 体也不一定能有电击的感觉,这是因 为人体感知的静电放电电压为2－3 KV以上,所以静电具有隐蔽性。
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四 静电损害的特点
2. 潜在性 有些电子元器件受到静电损伤后的性能没 有明显的下降，但多次累加放电会给器件 造成内伤而形成隐患。因此静电对器件的 损伤具有潜在性。 3. 随机性 电子元件甚么情况下会遭受静电破坏呢? 可以这么说，从一个元件产生以后，一直 到它损坏以前，所有的过程都受到静电的 威胁，而这些静电的产生也具有随机动性 性。其损坏也具有随机动性性。
七 有关除电的对策
表面涂防静电剂
在绝缘体表面涂抹的防静电剂可以吸收 空气中的湿气，使表面形成导电层，从 而防止带电。
特点
耐久性不稳定，一般在数小时到几天之 间，而且受环境影响也比较大。
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七 有关除电的对策
以高电压中和静电电荷
在放电针上施以高电压，使放电针向带 静电的物体释放出大量的正负电荷，从 而达到中和静电的目的。
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三 静电的各种危害
因电流破坏的情形
吸盘的痕迹
因过电流产生的热破坏＝ 配线熔断・硅晶电阻的破坏
带电的器件与导体相接触。
+
此时因过电流的流过，而
引起器件的损坏。
导电体
Ｓi02 硅晶
因流过大于允许值
的电流而产生的热
熔断。
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三 静电的各种危害
因电压破坏的情形
因加上高电压而引起 的酸化膜的电压破坏。
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目录
1. 静电的原理 2. 静电的危害 3. 减少静电的方法
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1.1 静电的定义
静电是一种电能,它保留在物体表面,是正 电荷与负电荷在局部范围内失去平衡的结 果。
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1.2 静电的产生
原子由带正电、质量重、不易移动的原子核， 与核外带负电、质量轻、绕原子核运动的电子 所组成。
原子核的总正电量与核外电子的总负电量大小 相等，例如：（+3）+（-1）+（-1）+（-1）=0
防静电手环是由紧贴手腕的不锈钢外壳通过线内 1MΩ电阻由导线,铁夹接地.目的是既要随时泄放掉 人体上的静电,又要防止快速放电产生的火花,对静电 敏感器件造成损害,并起隔离作用.而断线或接触不良 会使静电手环形同虚设.
手环点检仪器
所谓无线手环实际起不到释放人体携带的静电荷作用。
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3.2.3 防静电服
砷化镓 MOS FET FE-ROM 运算放大器
CMOS 肖特基二极管 屏蔽薄膜电阻器 晶体三极管 逻辑发射TTL
击穿电压
5-100V 100-200V 100-150V 190-2500V 200-3000V 300-2500V 300-3000V 300-700V 1000-2500V
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2.3 静电对IC造成的击伤
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物体带电是因为最外层电子的转移
+3
（减少或者增加）
减少一个电子：（+3）+（-1）+（-1）=（+1）
-1
增加一个电子：（+3）+（-1）+（-1）+（-1）+（-1）=（-1)
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