王洪博:静电放电(ESD)原理;2010年6月9日;深圳
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静电产生的机理
静电产生的方式
摩擦,碰撞,剥离,流动带电,喷出带电,搅拌带电
如滚轮移动,人员走动,油罐车泄油时,喷嘴喷出之溶剂,搅拌机 静电是由于处于不同带电序列位置的物体之间接触分离,使物体上正负电荷失去平衡而发生 的现象. 两种介电系数不同的物质磨擦时,正负极性的电荷分别积累在两个物体上而形成:当两个物 体接触时,其中一个趋于从另一个吸引电子,因而二者会形成不同的充电电位. 摩擦起电是一个机械过程,依靠相对表面移动传送电量.传送的电量取决于接触的次数,表 面粗糙度,湿度,接触压力,摩擦物质的摩擦特性以及相对运动速度. 两个带上电荷的物体也就成了静电源.就人体而言,衣服与皮肤之间的磨擦发生的静电是人 体带电的主要原因之一. 静电源跟其它物体接触时,依据电荷中和的原则,存在着电荷流动,传送足够的电量以抵消 电压.这个高速电量的传送过程中,将产生潜在的破坏电压,电流以及电磁场,严重时将其 中物体击毁.这就是静电放电.
静电感应带电:CRT显示器 电容改变 压电效应 电磁辐射感应
静电只存在于物体表面,而非物体内部,绝缘体中的电荷只保持在产生静电的那 些区域,而不会出现在整个表面.因而绝缘体接地后不会失去这些电荷.与绝缘 体相反,充电导体接地后便会失去自身电荷. 如果将导体瞬间接地(例如,该物体被站立在地上的人触摸),那么远离带电体 表面的电荷就会释放,则导体将带正电荷.
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静电感应
带电物体
静
电
场
CATR
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静电源与静电放电
主要的典型静电源基本上是绝缘体,而且是典型的合成材料.这些 绝缘体产生静电的可能非常高,因为静电荷不易在整个物体表面上 分布或不易传导到其他相接触的物体上. 在电子产品的生产和使用过程中,操作者是最活跃的静电源,当人 体穿着绝缘材料的织物,并且其鞋也是对地绝缘的时候,人在地面 上运动时,就可能积累一定数量的电荷,当人体接触与地相连的元 件,装置的时候就会产生静电放电. 某些绝缘材料在高湿条件下,吸收另外绝缘体表面的水分,形成薄 薄的导电湿气层,往往会耗散掉该物体表面上的静电荷,使其导电 率增加.故随湿度的增加,静电电压降低.
电击 火灾 产生故障 放电现象
静电带电
力学现象
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摩擦带电序列表
空气 人手 石棉 兔毛 玻璃 云母 hair 尼龙 羊毛 毛皮 铅 蚕丝 铝 纸 棉花 钢 木材 琥珀 密封蜡 硬橡胶 镍,铜 黄,白 磺 嫘莹 聚脂 赛璐璐 奥龙 聚胺脂(PU) 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 乙烯基(PVC) Kel-F 硅 铁弗龙 - 电荷 中性 + 电荷
表格中处于前列的物质容易失去电子,处于后列的物质易 于得到电子,因此如果两物质摩擦并随即分离,处于表中前列 的物 质将带正电,处于后列的物质带负电. 两物体的静电电压大小取决于物体表面的清洁度,接触 压力,接触面积和分离速度.
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静电产生方式及相应的静电压
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湿度与静电压的关系
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工作服与人体带电 @ 25℃ & 38% RH
测定条件 在绝缘板上时的人体带电[V] 穿静电鞋时的人体带电[V] 工作服类别 磨擦中 脱工作服时 磨擦中 脱工作服时
特多隆65 嫘莹35 (夏 工作服) 聚丙烯30 棉70 (Pylen棉混) 维尼隆50 棉50 (克拉伯) 亚克力30 聚脂25 嫘 莹45 (海希特隆) 特多隆65 棉35 (纽鲁克) 棉100 旧工作服
-3500
-12000

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