静电的产生及危害

静电的产生及危害 一、静电现象及产生原因 在干燥的冬春季节，晚上睡觉之前，关掉灯，在暗中脱混纺毛衣(或毛腈套衫)，会看到闪烁的火花，还伴随着“劈啪”声。有时当你的手指触及门把、水龙头、椅背等金属器物或两人互相触及时都有电击感;这些是什么缘故造成的呢, 上述现象都是由于摩擦起电造成的，摩擦为什么会起电呢,原来，物质的原子都是由带正电的原子核和带负电的电子构成。通常情况下正负电荷总数相等，所以物体对外不显示带电，在摩擦过程中，一部分电子会从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体上，这样失去电子的物体就因缺少电子而带正电，得到电子的物体就因多余电子而带负电。所以摩擦起电并不是我们创造了电荷，而是电子发生转移，使物体上正负电荷数目不等造成的。 二、静电危害防制方法 静电危害防制方法可分为接地、增加湿度、限制速度、抗静电材料、与静电消除器等五种。工业制造过程中，因作业环境、程序及材料的不同，所实施的静电危害防制方法亦会有所不同。选用时必须考量现场制程环境、条件与限制，甚至经费、管理系统与人力素质等因素。没有一种静电危害防制方法可以适用于所有的工业制程或情况，有时同时采用二种或二种以上的静电危害防制方法。 (一)、接地 静电危害防制方法中，接地是最有效且经济的方法。制程中因摩擦、感应或传导等方式产生静电，若电荷蓄积在对地绝缘的金属设备、导电性产品或人员身体上，则蓄积的电荷会在一次放电中将能量释放。此类静电放电为发生静电危害事故之主要原因。其防制方法就是将所有具导电性的对象实施接地，并保持低的接地电阻，将蓄积在金属设备、导电性产品或人员身体上的电荷迅速向大地散逸，以避免发生静电危害事故。 根据相关研究显示，存在易燃性蒸气的一般作业场所中，被绝缘的金属设备/组件、导电性产品或人员身体本身的电 位需达100 v以上，方可能因放电而引燃周围的易燃性物质。因此在工厂中将被绝缘的金属设备/组件、导电性产品等实施接地，保持接地电阻小于106 ω，就足以将蓄积的电荷迅速向大地散逸，而将本身的静电电位降至100 v以下，以避免发生静电危害事故。 二)、增加湿度 增加作业环境中空气的相对湿度，在目前传统产业的制程中亦是常见的静电危害防制方法。在高湿度(r.h. > 65 ,)环境中，若物质面具亲水性，则容易吸附空气中的水份，进而降低物质的表面电阻值，增加电荷散逸的速率，将电荷蓄积程度降至最低。这类物质包括棉、纸及醋酸纤维素等。工厂制程中通常会采用加湿器、地面洒水、或水蒸气喷出等方法，增加作业环境中空气的相对湿度。 若物质表面为非亲水性，则不易吸附空气中的水份，致无法降低物质的表面电阻值，因此不能增加电荷散逸的速率。这类物质包括部份人造聚合物如:abs (acrylonitrile – butadiene - styrene，丙烯月青- 丁二烯 – 苯乙烯)、teflon(铁氟龙，氟碳聚合物) 等。这类高斥水性物质需要相对湿度提高至80 ,，甚至90 ,以上，才能有效降低物质的表面电阻值，将电荷蓄积程度降至最低。 (三)、抗静电材料 制程中物质所蓄积的静电会经传导路径向大地散逸。若传导路径为绝缘性材料(导电性低)则静电散逸率低，若传导路径为导电性材料(导电性高)则静电散逸率高。物质的表面电阻系数小于1011 ω/m2或体积电阻系数小于1010 ωm，即可避免物质蓄积过量的静电。该类物质称为抗静电材料。但在含易燃性物质的作业场所中，则抗静电材料的表面电阻系数需小于108 ω/m2或体积电阻系数需小于106 ωm。 对于工业制程中使用的各种材料，可经由下列方法使之成为抗静电材料:物质本身具有抗静电能力(如:棉、木材、纸及土壤等)、在绝缘材料的表面涂布抗静电物质(如碳粉、抗静电剂等)、在绝缘材料制造过程中加入导电或抗静电物质(如碳粉、金属、抗静电剂、导电性纤维等)。 三、结语 大部份工业制程都可能产生静电荷的累积，轻则使人感到不舒适，重则对人体造成伤害，甚至产生火灾爆炸事故。这些静电危害事故的发生一定都具有下列的发展过程，首先因摩擦、感应或传导等方式产生静电，继之不同极性的电荷蓄积在设备、人员身体或产品上，又电荷不断累积至足以造成放电现象，且静电放电所释放的能量，足以引燃周围的易燃性物质时，就会造成火灾或爆炸的灾害。清楚了静电危害形成的每一阶段，有助于辨认造成静电危害的原因，并研拟适宜之防制对策，达成提高制程现场及作业人员的安全，有效降低静电危害事故及生产损失。