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都能夠溶解在水中,發生電離現象。物質在水中的電離,簡單的說,就是電解質在水溶液中產生自由移動的離子的過程。工業上使濕度的增加,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。

工業上使濕度的增加,可以加快絕緣體表面的靜電泄漏速度。室溫中,空氣內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,其中含有雜質和溶解物質,有較好的導電性,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。

例如以下化學式:H2O+CO2=H+ + HCO3-

雖然數量不多,但是依然增加了可以導電的正負離子的數量。這時吸收了水分的絕緣體的表面上由于導電的離子量增多,導電性會有很大的提升。例如,放在相對濕度為40%的環境中,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,需根據生產要求確定。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,產生的靜電是比較強烈的。

為防止大量帶電,相對濕度應在50%以上;為了提高降低靜電的效果,相對濕度應提高到 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,相對濕度應提高到 80%~90%。

應當注意,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,而且會使設備生銹和材料受損害.在對靜電達到最佳控制時,環境相對濕度推薦保持在45%60%以內。

增加相對濕度進行ESD防護的原理及注意事項

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