靜電防護(hù)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

1 引言

防靜電體系建設(shè)有嚴(yán)格的技術(shù)要求和規(guī)范的實(shí)施規(guī)程，從區(qū)域改造到人員防護(hù)都應(yīng)對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。作為防靜電區(qū)域，必須將標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，按照標(biāo)準(zhǔn)要求并結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況落實(shí)改造，滿足防靜電要求，保證人員生命安全和產(chǎn)品質(zhì)量。

2 靜電形成

靜電產(chǎn)生于物體與物體的接觸表面，液體與固體或固體與液體接觸表面存在電離層，當(dāng)接觸面分離時(shí)，在各自表面產(chǎn)生了過(guò)剩電荷即靜電荷。任何物體內(nèi)部都是帶有電荷的，一般狀態(tài)下，其正，負(fù)電荷數(shù)量是相等的，對(duì)外不顯出帶電現(xiàn)象，但當(dāng)兩種不同物體接觸或摩擦?xí)r，一種物體帶負(fù)電荷的電子就會(huì)越過(guò)界面，進(jìn)入另一種物體內(nèi)，靜電就產(chǎn)生了，靜電瞬間電壓可以達(dá)到幾千伏甚至上萬(wàn)伏。而且因它們所帶電荷發(fā)生積聚時(shí)產(chǎn)生了很高靜電壓，當(dāng)帶有不同電荷的兩個(gè)物體分離或接觸時(shí)出現(xiàn)電火花，這就是靜電放電的現(xiàn)象。

3 靜電危害

靜電荷載人的身上也會(huì)達(dá)到很高的電位。例如工人穿著不導(dǎo)電膠鞋和人造纖維織成的衣服在絕緣地板上行走時(shí)，或用手工操作絕緣物料時(shí)，人體靜電一般可達(dá)2KV，有時(shí)高達(dá)7KV以上。如此高電位的靜電電荷會(huì)產(chǎn)生如下三種危害：

3.1 燃燒和爆炸

在?；反鎯?chǔ)和作業(yè)場(chǎng)所，靜電對(duì)?；返陌踩珜?huì)造成了極大危害，一旦由于靜電激發(fā)了?；罚ㄓ绕涫请娀鸸て罚蜁?huì)燃燒甚至爆炸，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3.2 影響產(chǎn)品質(zhì)量

靜電可以在不經(jīng)意間將電子器件擊穿，使元器件失效，從而使整套設(shè)備功能無(wú)法正常實(shí)現(xiàn)，造成嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。對(duì)于航空航天以及武器裝備而言，某項(xiàng)功能的失效可能是致命的，直接關(guān)系到人員的生命安全。

3.3 電擊

當(dāng)人體接近帶電物體或帶靜電電荷的人體接近接地體的時(shí)候，會(huì)由于靜電放電造成人體被電擊。

4 靜電防護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

靜電防護(hù)基本原理是盡可能杜絕靜電生產(chǎn)，對(duì)于已生產(chǎn)的靜電應(yīng)盡可能加以限制，使靜電盡快泄漏，以消除電荷大量聚集，使之達(dá)不到危險(xiǎn)的程度。主要有以下四中措施：

4.1 靜電接地

靜電接地是一種通過(guò)接地方法為靜電泄漏提供通道的方法靜電技術(shù)措施，其作用是泄放導(dǎo)體上可能集聚的電荷，使導(dǎo)體與大地等電位，使導(dǎo)體間的電位差為零。

靜電接地分為人體接地、設(shè)備接地和工作地面導(dǎo)靜電化。

4.1.1 人體接地

人體帶電除了能使人遭到電擊和對(duì)安全生產(chǎn)造成威脅外，還能在精密儀器或電子器件生產(chǎn)中造成質(zhì)量事故，為此必須解決人體帶電對(duì)生產(chǎn)的危害。

a)進(jìn)入防靜電區(qū)域的操作人員應(yīng)穿戴防靜電工作服、鞋襪、帽和手套。

防靜電工作服帶電電荷量應(yīng)該小于0.4μC。防靜電鞋的電阻值應(yīng)在5.0×104～1.0×108Ω.

b)靜電危險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置釋放靜電裝置，或者在裝配間門口安裝防靜電門簾，操作人員進(jìn)入火工品操作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)泄放靜電。釋放靜電裝置與大地的電阻值應(yīng)小于100Ω。

c)操作過(guò)程中操作者要佩戴防靜電手腕。

防靜電手腕的電阻值應(yīng)在1.0×104～1.0×106Ω。

4.1.2 設(shè)備接地

a)凡是靜電危險(xiǎn)場(chǎng)所的設(shè)備、工作臺(tái)面、工裝、器具等直接靜電接地電阻應(yīng)不小于100Ω，間接靜電接地電阻應(yīng)不大于1.0×108Ω。

注：直接接地是指用金屬導(dǎo)線直接將帶電體與接地干線相連接；間接接地則是指將金屬以外的物體進(jìn)行靜電接地，其表面全部或局部與接地體緊密連接。

b)工作臺(tái)面應(yīng)采用防靜電材料，保證桌面上的靜電順利泄放。

c)工作臺(tái)的支架必須直接接地。

d)火工品操作區(qū)域不允準(zhǔn)存在電容量大于3pF的孤立導(dǎo)體。

孤立導(dǎo)體：用高絕緣材料與大地絕緣隔離的導(dǎo)體。

4.1.3 工作地面導(dǎo)靜電化

火工品操作間地面應(yīng)采用防靜電地面（導(dǎo)電地坪、防靜電橡膠、導(dǎo)電地板、防靜電涂料等）。

工作地面與電極之間的電阻至為5.0×104～1.0×108Ω，電極與電極之間的電阻值為5.0×104～1.0×108Ω。

4.2 降低電阻率

體電阻率：?jiǎn)挝粰M截面積單位長(zhǎng)度上材料的電阻值，其單位為歐（姆）米（Ω·cm）。

當(dāng)體電阻率小于106Ω·cm時(shí)，就能有效防止靜電積聚，因此，通過(guò)在物質(zhì)中添加導(dǎo)電填料或防靜電劑的方法來(lái)降低物質(zhì)電阻率，可起到有效防止靜電災(zāi)害的作用。

4.2.1 添加導(dǎo)電物

在物質(zhì)中摻入一定量導(dǎo)電性良好的物質(zhì)可起到有效降低電阻率的作用。例如：在橡膠中摻入一定量的石墨粉，可使之成為導(dǎo)電橡膠；在塑料中摻入少量金屬粉末或石墨粉，可使之成為低電阻性材料；以及通過(guò)在工業(yè)用油中摻入少量酒精或醋酸，或在笨中注入油酸鎂等方法，均能有效起到降低這些物質(zhì)電阻率的作用。

4.2.2 采用防靜電劑

防靜電劑以油脂為原料，主要成分是季銨鹽，主要作用是使化纖、橡膠、塑料等物體的表面吸附空氣中水分，增加電阻率。

4.3 提高空氣濕度

當(dāng)空氣濕度在65%～70%以上時(shí)，物體表面往往會(huì)形成一層極微薄的水膜，水膜能夠溶解空氣中的二氧化碳，從而使物體表面電阻率顯著降低，使靜電積聚大大減少。當(dāng)物體周圍的空氣相對(duì)濕度降至40%～50%時(shí)，由于靜電不易逸散，就有可能形成高電位，提高空氣濕度的常用方法是向空氣中噴灑水霧，一般選用旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇噴霧器。

4.4 空氣電離

利用靜電消除器使空氣電離成為導(dǎo)體，也能有效消除物體表面靜電，起到較好的防靜電效果，常用靜電消除器主要有感應(yīng)式和高壓式兩種。

5 防靜電設(shè)施和用品的檢測(cè)

5.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電阻檢測(cè)

（1）所用電極結(jié)構(gòu)尺寸：柱電極直徑50mm±3mm；電極材料為不銹鋼或銅；電極接觸端材料導(dǎo)電橡膠，硬度60±10（邵氏A級(jí)），厚度6mm±1mm，其體積電阻小于500Ω；電極單重2kg。

（2）電阻測(cè)試使用數(shù)顯兆歐表，電壓范圍為0-1000V直流電壓。

（3）鑒于安全性要求，測(cè)試電壓應(yīng)為500V直流電壓。

（4）對(duì)防靜電設(shè)備、設(shè)施的檢測(cè)，對(duì)每個(gè)防靜電產(chǎn)品的隨機(jī)選擇幾個(gè)不同測(cè)試點(diǎn)，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)須測(cè)試3次取其平均值。只有每個(gè)測(cè)試點(diǎn)都符合防靜電性能指標(biāo)才為合格，否則為不合格。

（5）測(cè)試時(shí)，需將防靜電設(shè)備、設(shè)施放在絕緣臺(tái)面或測(cè)試架上，絕緣臺(tái)面電阻要求≥1×1013Ω，其幾何周邊尺寸均大于被測(cè)材料10cm。

（6）測(cè)試時(shí)要保持被測(cè)試表面、測(cè)試電極與被測(cè)體的接觸面清潔，保證測(cè)試電極和被測(cè)表面接觸良好。

（7）將電極平穩(wěn)的放置在被檢查設(shè)備上面，保持接觸良好，兆歐表的紅黑鄂魚(yú)夾分別加載兩個(gè)電極上面，給儀器施加500V直流電壓，15S后記錄讀數(shù)。

表1 防靜電用品、設(shè)施技術(shù)指標(biāo) 單位：Ω

附表2 防靜電用品、設(shè)施檢測(cè)周期

5.2 靜電電量測(cè)試

利用物體摩擦起電和其對(duì)大地的分布電容，測(cè)試出物體所帶靜電電量。

5.2.1 測(cè)試設(shè)備

法拉第筒、摩擦起電器具、靜電電量表（接觸式靜電電壓表、電容器）。要求法拉第內(nèi)筒、靜電電量表輸入端對(duì)接地端電阻大于1×1012Ω。

5.2.2 測(cè)試

將被檢測(cè)物體用摩擦器具摩擦后。放入與靜電電量表電氣連接的法拉第筒內(nèi)，測(cè)出帶電量。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)防靜電改造以及定期檢測(cè)，保證防靜電設(shè)施的有效運(yùn)行。針對(duì)防靜電檢測(cè)不符合要求，數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備設(shè)施以及靜電防護(hù)用品，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)、檢修、更換，確保防靜電區(qū)域處于正常的工作狀態(tài)。

[1]鮑重光編.防靜電技術(shù)原理[M].2000.

[2]楊有啟編.防靜電技術(shù)[M].1997.

[3]儲(chǔ)禮娣編.靜電場(chǎng)分析[M].1999.

[4]GJB 3007-97 防靜電工作區(qū)技術(shù)要求.

[5]GJB 1649-93 電子產(chǎn)品防靜電放電控制大綱.