除塵除靜電清洗的高效方法

黃廷恩+魏邦吉

摘要：本文針對(duì)目前工廠(chǎng)設(shè)備在除塵清洗時(shí)采用傳統(tǒng)清洗方式所遇到的清洗效果不佳，清洗后易再次積灰的現(xiàn)象進(jìn)行研究，提出設(shè)備表面帶有靜電才是影響清洗效果的根本原因，并據(jù)此提出了將除塵與除靜電結(jié)合的高效帶電清洗方法。

關(guān)鍵詞：除塵；除靜電；帶電清洗

0.前言

靜電，即處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷。它與流動(dòng)狀態(tài)的電荷即電流相對(duì)。靜電可以說(shuō)在日常生活中無(wú)處不在。靜電不局限于固相、液相或者氣相，也不局限于絕緣體、半導(dǎo)體或?qū)w。由于不同物體原子對(duì)外層電子的束縛能力不同，因此電荷會(huì)自然地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移。到目前為止，還并沒(méi)有有效地方法可以做到根除靜電。

1靜電引起的危害

靜電引起的危害主要可以分為以下三類(lèi)：對(duì)人體的影響、對(duì)電子設(shè)備元器件的影響、易造成易燃易爆物品的燃燒爆炸等[1]。

1.1靜電對(duì)人體的影響

生活中人們經(jīng)常會(huì)遇到靜電現(xiàn)象，比如人與人握手時(shí)剛一接觸就會(huì)產(chǎn)生針刺感；在干燥的冬天脫外套時(shí)會(huì)聽(tīng)到噼啪的聲響等，這都是靜電的緣故。這是因?yàn)槠綍r(shí)我們與衣物的摩擦?xí)a(chǎn)生靜電并聚集在身體表面，一旦與別人接觸就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

1.2靜電對(duì)電子設(shè)備元器件的影響

靜電對(duì)電子設(shè)備如集成電路主要產(chǎn)生的影響在于靜電對(duì)灰塵的吸附和放電時(shí)產(chǎn)生電磁脈沖[2]這兩者對(duì)元器件的破壞。

1.2.1對(duì)灰塵的吸附

在元器件表面對(duì)產(chǎn)生靜電荷的積累，達(dá)到一定程度時(shí)便會(huì)與空氣中帶有相反電荷的浮游灰塵產(chǎn)生吸附作用，將灰塵吸引到設(shè)備表面，久而久之便會(huì)形成積灰，從而影響元器件如集成電路板、半導(dǎo)體材料的工作環(huán)境及工作質(zhì)量。

1.2.2電磁脈沖

靜電放電時(shí)瞬間具有電壓高電流大的特點(diǎn)，在極短時(shí)間內(nèi)形成電磁脈沖信號(hào)。從而影響電路信號(hào)傳輸和器件的使用壽命

1.3靜電易造成易燃易爆物品的燃燒爆炸

靜電荷聚集極易產(chǎn)生放電現(xiàn)象從而產(chǎn)生瞬時(shí)高電流，易引發(fā)周?chē)兹家妆锲返娜紵ìF(xiàn)象，帶來(lái)危害。

2.傳統(tǒng)除塵清洗技術(shù)分析

傳統(tǒng)除靜電技術(shù)對(duì)靜電的防護(hù)和清除技術(shù)都不夠完善。在工業(yè)生產(chǎn)中，很多工廠(chǎng)的防護(hù)措施有限，如佩戴防護(hù)腕帶、對(duì)儀器設(shè)置良好的接地系統(tǒng)等等，這固然可以在一定程度上減輕靜電的危害，但并不能從根本上去除靜電，工廠(chǎng)也并沒(méi)有意識(shí)到清除靜電的重要性。

目前的傳統(tǒng)除塵清洗技術(shù)效果并不理想，針對(duì)機(jī)械裝置、電子儀器等為了去除設(shè)備表面的積灰，大都采用清水或者酒精溶劑進(jìn)行清洗，對(duì)于一些電子線(xiàn)路密集處或者設(shè)備裝置的死角，只能采用人工處理的方式，用毛刷蘸取酒精溶劑進(jìn)行清洗，這種人工操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不僅效率低，精度也無(wú)法得到保證。稍有不慎就有可能對(duì)線(xiàn)路產(chǎn)生破壞作用。并且實(shí)際結(jié)果表明這種操作方式所能維持的周期較短，即清洗后不久便會(huì)再次產(chǎn)生積灰等雜質(zhì)。

上述的現(xiàn)象并不是無(wú)法解決的難題，只是因?yàn)槲覀冊(cè)谥谱鲿r(shí)忽略了灰塵背后的“元兇”——靜電。利用傳統(tǒng)的除塵清洗方式固然可以暫時(shí)地清洗表面積灰，卻并不能根除設(shè)備表面聚集的靜電荷，只要靜電荷還在，就仍然會(huì)吸附空氣中帶有相反電荷的浮塵，在此影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.高效除塵清洗的方法

3.1清洗思路

基于此類(lèi)現(xiàn)狀，我們提出一種高效除塵清洗的方法：即將除塵清洗與除靜電技術(shù)相結(jié)合，做到標(biāo)本兼治。從而保證設(shè)備清洗后可以在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)保證不受積灰影響從而達(dá)到正常運(yùn)行的目的。

3.2工作原理

我們針對(duì)此現(xiàn)象提出了具體思路：分為除雜質(zhì)、除靜電和清洗三部分。

3.2.1除雜質(zhì)

設(shè)備表面由于長(zhǎng)時(shí)間積灰，灰塵包含的雜質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間在空氣中與設(shè)備表面接觸必然會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氧化物、碳化物等，形成表面積垢現(xiàn)象。因此應(yīng)先對(duì)這些體積較大的雜質(zhì)進(jìn)行清除。

3.2.2除靜電

在除去設(shè)備表面的大型雜質(zhì)后，元器件依然存在油污和小型雜質(zhì)的吸附現(xiàn)象。這些雜質(zhì)難以去除的主要原因就是受靜電引力的吸附，因此需要先去除靜電?？梢圆捎贸o電裝置與氣流發(fā)生裝置結(jié)合如離子槍搭配氣瓶等，在氣瓶高壓的驅(qū)動(dòng)下，氣流會(huì)在槍身管道內(nèi)迅速流動(dòng)并通過(guò)離子槍的尖端，尖端會(huì)因高壓作用而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，擊穿從中流動(dòng)的空氣從而使空氣帶電，形成高速的帶電氣流，氣流內(nèi)既包含正電荷，也包含負(fù)電荷，可以保證對(duì)設(shè)備表面聚集的靜電荷進(jìn)行中和處理。

氣流帶電后將與設(shè)備表面的電荷進(jìn)行中和，由于氣流在空氣中具有擴(kuò)散現(xiàn)象，可以達(dá)到與帶電的設(shè)備表面充分結(jié)合的目的，持續(xù)的帶電氣流會(huì)快速中和帶電表面使之重新恢復(fù)中性。從而大幅減小了油污、灰塵等對(duì)設(shè)備表面因電荷力而產(chǎn)生的吸附作用。且雜質(zhì)在高速氣流的驅(qū)動(dòng)下也會(huì)有一部分會(huì)脫落。降低后續(xù)清洗難度。

3.2.3清洗

在完成上述操作后，設(shè)備已經(jīng)由原來(lái)的帶有靜電并吸附油污、氧化物等雜質(zhì)的狀態(tài)變?yōu)橹行誀顟B(tài)。這時(shí)便可以根據(jù)設(shè)備的具體工作環(huán)境所可能產(chǎn)生的油污、雜質(zhì)等采用相應(yīng)的有機(jī)溶劑清洗劑進(jìn)行針對(duì)性清洗，由于有機(jī)溶劑具有揮發(fā)性好，溶解能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此可以快速?gòu)氐椎剡M(jìn)行清洗。針對(duì)一些電子器件，也可以進(jìn)行帶電操作。

4.結(jié)語(yǔ)

此方法與傳統(tǒng)的除塵清洗方式有根本性的區(qū)別，通過(guò)對(duì)灰塵產(chǎn)生的本質(zhì)即靜電現(xiàn)象進(jìn)行針對(duì)性處理?？梢员ＷC一次清洗后長(zhǎng)期不需要再次清洗，為工廠(chǎng)節(jié)省大量清洗成本，也保證了這些設(shè)備正常運(yùn)行的高效性。此方法具有很好的預(yù)期前景，值得推廣并投入到具體生產(chǎn)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]李貴洪.淺析靜電的產(chǎn)生、危害及其防御辦法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2010（9）：213-214.

[2]梁永紅.簡(jiǎn)談靜電對(duì)電子產(chǎn)品的影響及防護(hù)[J].電子質(zhì)量，1996（12）：14-14.

作者簡(jiǎn)介：

黃廷恩（1997-），男，黑龍江省牡丹江市，能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院.

魏邦吉（1996-），男，遼寧省沈陽(yáng)市蘇家屯區(qū)，能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院.endprint