技術(shù)文章

幽靈般的靜電

在空氣干燥的季節(jié)，當(dāng)你開(kāi)門時(shí)偶爾會(huì)有電擊的感覺(jué)，這就是靜電放電（ＥＳＤ）。當(dāng)你感覺(jué)電擊時(shí)，你身上的靜電電壓已超過(guò)２０００伏！當(dāng)你看到放電火花時(shí)你身上的靜電已高達(dá)５０００伏！當(dāng)你聽(tīng)到放電聲音時(shí)，你身上的靜電已高達(dá)８０００伏！但是現(xiàn)代許多高速超大規(guī)模集成電路碰到僅幾十伏或更低的靜電就會(huì)遭到損壞。也就是說(shuō)當(dāng)你接觸這些電路時(shí)，你既沒(méi)有感覺(jué)到又沒(méi)有看到更沒(méi)有聽(tīng)到靜電放電時(shí)，這塊電路就已部分損傷或完全損壞，而你可能還在找其硬件或軟件的原因。你可能還沒(méi)有意識(shí)到是靜電這個(gè)“幽靈”。在上個(gè)世紀(jì)中葉以前，靜電現(xiàn)象就如同科技館中的表演，只是一種有趣的物理現(xiàn)象；然而現(xiàn)在，靜電已成為高科技現(xiàn)代化工業(yè)的恐怖主義者。

　　國(guó)內(nèi)外近年發(fā)生了多起因靜電造成的重大人員死亡事故。在**企業(yè)部門，靜電放電使火箭（彈）產(chǎn)生意外爆炸；在石化工業(yè)中靜電放電多次使汽油著火爆炸；在電子工業(yè)中損壞電子元器件，僅美國(guó)每年因靜電對(duì)電子工業(yè)所造成的損失就達(dá)幾百億美元。靜電危害的另一種形式是靜電力的危害，靜電力的吸塵作用會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中由于靜電使芯片成品率大大降低。印刷過(guò)程中由于靜電吸引力使紙張難以對(duì)齊，降低生產(chǎn)效率。另外靜電放電還產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，其頻率非常寬，從低頻至幾千兆赫茲以上。這種強(qiáng)電磁場(chǎng)作用時(shí)間短但其強(qiáng)度遠(yuǎn)比手機(jī)輻射的電磁場(chǎng)強(qiáng)，會(huì)干擾一些設(shè)備的正常工作。

　　靜電危害那么大，它是如何產(chǎn)生的呢？任何物質(zhì)都是由原子組合而成，而原子的基本結(jié)構(gòu)為質(zhì)子、中子及電子。科學(xué)家們將質(zhì)子定義為正電，中子不帶電，電子帶負(fù)電。在正常狀況下，一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同，正負(fù)電平衡，所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是由于外界作用如摩擦或以各種能量如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等的形式作用會(huì)使原子的正負(fù)電不平衡。在日常生活中所說(shuō)的摩擦實(shí)質(zhì)上就是一種不斷接觸與分離的過(guò)程。有些情況下不摩擦也能產(chǎn)生靜電，如感應(yīng)靜電起電，熱電和壓電起電、亥姆霍茲層、噴射起電等。

　　任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體只要接觸后分離就能產(chǎn)生靜電，流動(dòng)的空氣當(dāng)然能產(chǎn)生靜電。為什么流動(dòng)空氣會(huì)產(chǎn)生靜電呢？因?yàn)榭諝庖彩怯稍咏M合而成，所以可以這么說(shuō)，在我們生活的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都有可能產(chǎn)生靜電。要完全消除靜電幾乎不可能，但可以采取一些措施控制靜電使其不產(chǎn)生危害。對(duì)于不同的環(huán)境，不同的防護(hù)對(duì)象，有不同的防護(hù)方法和措施。有很多辦法可以降低靜電以減小靜電的危害，如采用一些靜電防護(hù)器材和措施控制人體和環(huán)境的靜電，工作人員可穿防靜電服和鞋及鋪設(shè)防靜電地面。除了有好的靜電控制硬件措施外，還要有靜電控制軟件措施，這就是靜電控制管理和認(rèn)證制度以及防靜電知識(shí)培訓(xùn)等。在國(guó)外很多部門都有專門的靜電控制管理人員。

　　另一方面可以在設(shè)計(jì)電路時(shí)采取一些措施以提高產(chǎn)品的抗靜電能力。

　　靜電有很多危害，靜電是否也能利用呢？答案是肯定的，利用靜電能給人類造福。大家了解得濟(jì)多的是靜電復(fù)印現(xiàn)在得到廣泛使用。靜電除塵，具有效率高的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在很多空氣凈化器就是利用靜電能吸除空氣中的很小的塵埃，使空氣凈化。在農(nóng)業(yè)中，利用靜電噴霧能大大提高效率和降低農(nóng)藥的使用，既經(jīng)濟(jì)又有利環(huán)境保護(hù)。靜電還有很多應(yīng)用，如靜電處理的種子抗病能力強(qiáng)，病害發(fā)生減少，而且發(fā)芽率高，產(chǎn)量得到提高；靜電放電產(chǎn)生的臭氧是強(qiáng)化劑，有很強(qiáng)的**作用；經(jīng)過(guò)靜電處理的水，既能**又不易起水垢。帶有靜電的駐極體膜還能**各種軟組織損傷，它有**化瘀、**消腫的作用。靜電還可用于噴涂，用靜電噴涂家用電器如洗衣機(jī)、電冰箱的外殼非常均勻。

　　總之，靜電這個(gè)神秘的東西，雖然我們不能用肉眼看見(jiàn)又不能用手摸到，但是靜電在我們的身邊不斷產(chǎn)生和消失，它既給人類造成危害又能為人類所利用。

　　

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