增加相對濕度進行ESD防護的原理及注意事項
自然界當中大部分物質(zhì)都能夠溶解在水中,發(fā)生電離現(xiàn)象。物質(zhì)在水中的電離,簡單的說,就是電解質(zhì)在水溶液中產(chǎn)生自由移動的離子的過程。工業(yè)上使濕度的增加,可以加快絕緣體表面的靜電泄漏速度。本文主要介紹了增加相對濕度進行ESD防護的原理及注意事項。
工業(yè)上使?jié)穸鹊脑黾樱梢约涌旖^緣體表面的靜電泄漏速度。室溫中,空氣內(nèi)含有的水分會凝著在絕緣體表面上形成薄薄的水膜。該水膜的厚度只有1×10-5cm,其中含有雜質(zhì)和溶解物質(zhì),有較好的導(dǎo)電性,使絕緣體的表面電阻大大降低。
在空氣中存在著可溶性氣體,如氧氣、二氧化碳等。
例如以下化學(xué)式:H2O+CO2=H++HCO3-
雖然數(shù)量不多,但是依然增加了可以導(dǎo)電的正負離子的數(shù)量。這時吸收了水分的絕緣體的表面上由于導(dǎo)電的離子量增多,導(dǎo)電性會有很大的提升。例如,放在相對濕度為40%的環(huán)境中,紙的表面電阻可達1×1011Ω;但是將同樣的紙放置在對濕度為90%的環(huán)境中時,紙的表面電阻可下降到1×109Ω左右。
允許增濕與否以及允許增加濕度的范圍,需根據(jù)生產(chǎn)要求確定。從消除靜電危害的角度考慮,保持相對濕度在70%以上較為適宜。當相對濕度低于30%時,產(chǎn)生的靜電是比較強烈的。
為防止大量帶電,相對濕度應(yīng)在50%以上;為了提高降低靜電的效果,相對濕度應(yīng)提高到65%~70%;對于吸濕性很強的聚合材料,為了保證降低靜電的效果,相對濕度應(yīng)提高到80%~90%。
應(yīng)當注意,空氣的相對濕度在很大程度上受溫度的影響。增濕的方法不宜用于消除高溫環(huán)境里的絕緣體上的靜電。因為高溫會使水分難以附著在其表面。
應(yīng)當指出,增濕主要是增強靜電沿絕緣體表面的泄漏,而不是增加通過空氣的泄漏。因此,對于表面容易形成水膜,即對于表面容易被水潤濕的絕緣體,如醋酸纖維、硝酸纖維素、紙張、橡膠等,增濕對消除靜電是有效的;而對于表面不能形成水膜,即表面不能被水潤濕的絕緣體,如純滌綸、聚四氟乙烯,增濕對消除靜電是無效的。對于表面水分蒸發(fā)極快的絕緣體,增濕也是無效的。對于孤立的帶靜電絕緣體,空氣增濕以后,雖然其表面能形成水膜,但沒有泄漏的途徑,對消除靜電也是無效的。而且在這種情況下,一旦發(fā)生放電,由于能量的釋放比較集中,火花還比較強烈。
該方法對于靜電的泄漏效果明顯,濕度過高會使工作人員感覺不舒適,而且會使設(shè)備生銹和材料受損害.在對靜電達到最佳控制時,環(huán)境相對濕度推薦保持在45%60%以內(nèi)。