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[讨论] 静电防护知多少,不妨从一个词汇展开

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发表于 2017-11-11 13:39:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
当今社会,无论是日常生活,还是在企业工作中,静电已经是一个广泛触及的话题,不时被提及。

图1.生活中人们在冬季触碰金属门把手的静电电击现象

图2.电子制造工业中,人体静电对电子器件静电放电的典型现象
  而“抗静电”、“防静电”、“Antistatic”是大家经常听到或看到的高频率词汇。
  在展开讨论前,先看几款产品的介绍。看看大家的感受。

图3.某款防静电台垫的产品介绍

图4.某款标称防静电特氟龙胶带的产品介绍

图5.某款电子工厂用到的粘尘胶轮的产品介绍
  看到这里,大家是否对这些关于“抗静电”、“防静电”的说法,有种错乱的感觉?那么,现实的问题来了。如果要采购静电相关的物品时,如果不能正确把握要采购物品的静电相关要求,就很难保证采购到对的物品,由此导致的即使万里有一的失误,后果的严重程度都估量不来。
  追本溯源,是人们寻求正确认识广为采用的有效方法。要搞清楚“抗静电”、“防静电”,可以追溯提出这些词汇概念的出处,便可以得到较为准确的认识。
  静电防护以行业规范或标准的形式出现,最早追溯到1936年的美国国家消防协会标准NFPA-77(关于静电的推荐做法)。其中关于Antistatic(翻译为防静电或抗静电),主要强调材料的导电性上。定义如下:
-具备以可接受地速率消散静电荷的能力。(通俗地说就是,可以足够快的消散静电的特性)。(原文,Antistatic, capable of dissipating a static electric charge at an acceptable rate.)
  1980年在美国军方标准MIL-STD-1686中也有谈及Antistatic Property(翻译为抗静电特性或防静电特性),作了大幅的广义化表述,只是强调摩擦起电少,但不局限于材料的导电性,定义如下:
-指表述减少摩擦起电的概念。防静电或抗静电的材料,静电产生是最小化的。此特性不依赖于(或意为不取决于)材料的电阻率。(原文,Antistatic property, This term refers to the reduction of triboelectric charge generation. Antistatic materials minimize the generation of static charges. This property is not dependent upon material resistivity.)
  而在同时期的英国国家标准BS 5958中,关于Antistatic采用了近似于NFPA-77的表述。定义如下:
-用作体现一种低电阻率材料的特性,这种材料在接触到大地时,将不会有明显的静电荷驻留在该材料上。(通俗地说就是,可以靠自身导电性有效释放静电的材料特性。)(原文,Antistatic, used as an adjective to indicate that a material is, by virtue of its low resistivity, incapable of retaining a significant electrostatic charge when in contact with the earth.)
   而中国在1995年的国家标准GB/T 154163-静电安全术语,出现了对于antistatic相关的表述,也是强调材料导电性消散静电的特性。相关表述如下:
-防静电纤维,采用物理、化学或物理化学方法及工艺制作,使之满足导电要求的一类纤维(如材料中加入防静电剂或经抗静电剂处理制作生产的纤维)的统称。
-防静电剂,加入物体中或涂覆于物体表面以提高其导电率,使之不能积聚危险的静电,且不影响该物体其他性能的物质。
   随后的美国国家标准,在1999年的ESDA标准ESDS20.20中确定了当前采纳范围最为广发的关于antistatic的广义表述。定义如下:
-通常指材料抑制摩擦起电的特性。备注:材料的防静电或抗静电特征,并不一定与其电阻率或电阻必然相关联。(原文,Antistatic, usually refers to the property of a material that inhibits triboelectric charging. Note, A material's anstatic characteristic is not necessarily co-relatable with its resistivity or resistance.)
  至此,综合以上多种行业规范或标准的表述,我们可以得出Antistatic(抗静电或防静电)的主要特征是表征材料的低静电特性(重在结果)。而电阻、电阻率或其他特征,或许仅作为实现低静电结果的一种手段而已。

图6.通过材料自身导电性实现Antistatic特性的机理
  让我们回到本文开始的问题,我们可以得出进一步的理解:
  图3的防静电台垫产品,重在表征台垫具有良好的导电性,可以快速有效地释放静电;诚如此特征,可以实现低静电(antistatic、抗静电、防静电)的效果。
  图4的特氟龙胶带,因其高度绝缘(即电阻很高,>1E11 欧姆),是不会满足静电有效释放的要求。而特氟龙(有塑料之王的称号)是业界广为了解的容易起高静电的材料。厂家所声称的“防静电”,恐怕是理解为特氟龙不易传导静电(防止静电穿透)或特氟龙的高介电常数(不易被静电击穿)。
  图5的产品介绍“高抗静电性”,就不好得出一个合理的解释。粘尘胶轮恰恰是靠胶轮的高静电带电特性,来吸附微粒、尘粒,从而达到粘尘清洁物料表面的效果。这点与静电防护业界的低静电(抗静电、防静电)要求,南辕北辙。
  至此,通过理解一个antistatic(抗静电、防静电)词汇本义的探究,可以管中窥豹,静电防护可是一个不小的课题领域。
  关于静电防护,始终存在一个有意思却不乏耐人寻味的现象。静电防护可以被看作一项很简单的事情,如果你不去走近它,不曾参与进去,或许一句“静电防护无非就是消除静电而已”的评判;但,静电防护又是一个很广、很深奥的课题,如果你试图走近它、去了解它、并去参与到其中。

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