靜電知識(shí)-czg

1、粉末涂料靜電知識(shí)靜電知識(shí)及粉末涂料應(yīng)用近代的科學(xué)實(shí)驗(yàn)充分肯定了場的觀點(diǎn)，而且還證實(shí)了電場和一切由分子、原子組成的物質(zhì)一樣，也具有能量、動(dòng)量和質(zhì)量等重要特征。因此，電場也是一種物質(zhì)。但是要注意，電場這種物質(zhì)與我們平常所理解的由分子、原子等微粒所構(gòu)成的物質(zhì)，在表現(xiàn)的形態(tài)上是不相同的。如上所述，當(dāng)有帶電體存在時(shí)，其周圍就伴隨有一個(gè)電場。如果帶電體相對(duì)于觀察者所在的慣性參考系(例如地球等)是靜止的，那么，在這帶電體周圍存在的電場稱為靜電場。靜電場雖然不能象一般實(shí)物那樣直接看得見，摸得著，但是可以從它的對(duì)外表現(xiàn)來發(fā)現(xiàn)它的存在。 1 靜電場的重要外在表現(xiàn) 引入靜電場中的任何帶電體都要受到電場所施加的力的作

2、用，庫侖力實(shí)際上就是這種電場力。 當(dāng)引入靜電場中的帶電體在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力就對(duì)它作功。 靜止的帶電體既然是通過其周圍所存在的靜電場對(duì)其他帶電體施加作用的，那么，我們必須對(duì)靜電場所具有的性質(zhì)和規(guī)律有較詳盡的認(rèn)識(shí)，才有可能進(jìn)一步來研究許多電學(xué)上的問題。靜電場的高斯定理和環(huán)路定理是描述靜電場規(guī)律的兩條基本定理。高斯定理指出靜電場是有源的；環(huán)路定理指出靜電場是有勢的，并且是一種保守力場。因此，要完全地描述一個(gè)靜電場，必須聯(lián)合運(yùn)用這兩條定理。用環(huán)路定理可以證明，靜電場中的電場線不能形成閉合曲線。從物質(zhì)電結(jié)構(gòu)理論的觀點(diǎn)來看，任何物體都亦可能帶電。按導(dǎo)電性能的不同，物體可分為三類，即： 導(dǎo)體：當(dāng)物體的某

3、部分帶電后，如果能夠把所帶的電荷迅速地向其他部分傳布開來，則這種物體稱為導(dǎo)電體，簡稱導(dǎo)體；各種金屬，堿、酸或鹽的溶液即化學(xué)上的電解質(zhì)，人體，地球等都是導(dǎo)體。 絕緣體（電介質(zhì)）：如果物體某部分帶電后，其電荷只能停留在該部分，而不能顯著地向其他部分傳布，這種不導(dǎo)電的物體稱為絕緣體，又稱電介質(zhì)；如：玻璃、石蠟、硬橡膠、塑料、松香、絲綢、瓷器、純水、干燥空氣等都是電介質(zhì)。由于電介質(zhì)很難導(dǎo)電，所以它容易帶電。顯然粉末涂料也是絕緣體。 半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于它們導(dǎo)體和絕緣體兩者之間的物質(zhì)，叫半導(dǎo)體。（-）聚乙烯、金、銀、銅、硬橡皮、棉花、紙、鋁、羊毛、尼龍、人的頭發(fā)、玻璃、粉末涂料、人手（+）在序列中距離越

4、遠(yuǎn)的物品之間相互接觸分離或摩擦產(chǎn)生的靜電電位就越高?？拷?）則易產(chǎn)生負(fù)電荷，靠近（+）則易產(chǎn)生正電荷。2 靜電測量的主要參數(shù)有哪些? 其單位是什么？2.1 電荷量靜電的實(shí)質(zhì)是存在剩余電荷。電荷是所有的有關(guān)靜電現(xiàn)象本質(zhì)方面的物理量。電位、電場、電流等有關(guān)的量都是由于電荷的存在或電荷的移動(dòng)而產(chǎn)生的物理量。在科研院所、高等院校、檢測站和工礦企業(yè)等部門經(jīng)常需要測量物體的電荷量或電荷密度。表示靜電電荷量的多少用電量表示，其單位是庫侖，由于庫侖的單位太大通常用微庫或納庫 1庫侖1000000微庫 1微庫1000納庫(nC)在測量粉體帶電及其荷質(zhì)比，測量防靜電服的性能時(shí)都要測量其帶電電荷量。測量物體的帶電

5、電量從原理上說可用法拉第簡和靜電計(jì)及靜電電容測量，但這種方法測量繁瑣，誤差較大，而且對(duì)于非靜電技術(shù)人員使用時(shí)更時(shí)因難?，F(xiàn)有一種準(zhǔn)確迅速測量物體電荷量的專用儀器EST111數(shù)字電荷儀/EST112數(shù)字電量表。使用極為方便，受到廣大科研單位和廠硫企業(yè)如全國各防靜電服生產(chǎn)的好評(píng)。其使用單位有：西北紡織工學(xué)院、勞動(dòng)部勞?？茖W(xué)研究所、北京科技大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)等。2.2 靜電電壓由于在很多場合測量靜電電位較容易，另一個(gè)常用的靜電參數(shù)是靜電電位，其單位為伏，但由于靜電電壓通常很高，因此常用一個(gè)較大的單位-千伏(kV)1kV=1000V測量靜電電壓的儀表通常分為接觸式和非接觸式，對(duì)于測量有源帶電體如靜電發(fā)生

6、器（高壓電源）等的靜電電壓常用接觸式，測量這類靜電可用系列靜電表。但由于接觸式儀器在與被測物體接觸時(shí)會(huì)使帶電物體的靜電放電，而使而電荷量減少或使帶電物體的電容增加，這兩個(gè)因素都將使物體的靜電電位降低，因而測出的結(jié)果與物體真實(shí)帶電情況相差較大，所以這在測量許多物體的靜電電壓時(shí)更常用的方法是用非接觸式靜電電壓表，這種儀表在測量時(shí)不與初測物體任何接觸，因而對(duì)被測量物體的靜電影響很小，常用的儀表有EST101型防爆靜電電壓表，這種儀表不但在一般場所能準(zhǔn)確迅速測量出物體的靜電電壓，而且可在對(duì)防爆要求很高的場所使用，其重量輕、體積小，價(jià)格也很低，因而在國內(nèi)得到廣泛使用，如全軍各油庫、彈藥、火工品、石油、化

7、工、紡織、造紙、橡膠、印刷、計(jì)算機(jī)等行業(yè)等。其它的一些物理量還有電場強(qiáng)度等2.3 電阻和電阻率檢測材料的電阻和電阻率是判定其防靜電性能的重要方法，在很多國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中都有測量電阻或電阻率的要求。測量電阻可用EST121數(shù)字超高電阻微電流測量儀或EST120數(shù)字超高阻計(jì)2.4 靜電測量儀器的選用通常測量靜電的主要基本參數(shù)有三個(gè)，靜電電壓（位），電荷量（密度）和電阻（率）。電荷量是靜電本質(zhì)的物理量，在許多科研中要測量電荷量或電荷密度。但在很多現(xiàn)場直接測量電荷量是不方便的，此時(shí)測量其表面靜電電壓。很多材料的防靜電性能可通過檢測其表面電阻或體電阻來鑒定任何一個(gè)部門應(yīng)配的基本測量儀器是靜電電壓表和高阻表

8、, 對(duì)一些有可能產(chǎn)生靜電的物體進(jìn)行周期性檢查。如條件許可，還應(yīng)配上靜電檢測報(bào)警門（器）和人體綜合電阻測試儀?；緟?shù)主要測量儀器主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)靜電電壓EST101防爆靜電電壓表（袖珍式，非接觸，低成本）0.150kV ±10%GB12158GB6951GJB/Z 105FS3 靜電計(jì)（高精度, 低量程） 0.0001200V, 0.5%材料電阻(率)EST120高阻計(jì)（便攜式，測試電壓500V）1031015 ，±0.55%GB1410GB4386GB1692GB2439GJB 2605 EST121超高阻、微電流測量儀 （便攜式，多種測試電壓）1031

9、018 ，±0.515%EST301人體綜合電阻測試儀1031010 電荷量EST111電荷儀（極寬測量范圍，高精度，便攜式）±10-11±2×10-5 C，0.5%GB12014 GB/T12703EST112電荷量表（便攜式，主要用于測量防靜電工作服）±10-9 ±2×10-6 C， 0.5%靜電多用表JD-C防爆型靜電多用表±10V - ±100kV1k - 100G±10pA - 20mA±100pC - ±20CGB1410  GB6951GB4385&#

10、160; GB4386GB6950  GB4655GB12014  GB121583 噴槍與粉末帶電當(dāng)高壓靜電噴槍工作時(shí)，在噴槍的電極與工件之間會(huì)形成一個(gè)電場，然而這個(gè)電場并不是均勻電場。一般來說，平面的外部以及工件拐角的外部邊緣電場強(qiáng)度都比較強(qiáng)，而在平面的中央與工件的凹槽、拐角內(nèi)側(cè)相對(duì)電場較弱。電場強(qiáng)度強(qiáng)則噴涂要厚，電場強(qiáng)度弱則噴涂厚度薄，在同一平面，厚的地方與薄的地方至少為5:1的比例。不同粉末涂料品種摩擦荷點(diǎn)效果不一樣，不同樹脂的帶電序列為：(-)聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧、聚氨酯（+）。即便是同一種樹脂體系，因?yàn)榕浞讲煌?、顏色不同其帶?/p>

11、性也是有很大區(qū)別的。如果你仔細(xì)觀察，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)透明粉末、黑色粉末時(shí)很容易糊網(wǎng)，不容易篩分，其實(shí)這“都是靜電惹的禍”。對(duì)于粉末涂料而言，并不是越容易帶電就越好，它有一個(gè)合理的范圍，如果極易帶電，則會(huì)影響粉末涂料的干粉流動(dòng)性。調(diào)整粉末涂料的帶電性，除選擇質(zhì)量好的樹脂外，對(duì)填料、顏料的選擇也是非常重要的，另外還可以加入一些“帶電”助劑用以調(diào)整粉末的帶電效果。高壓靜電噴槍與摩擦帶電噴槍對(duì)粉末的帶電要求不是一樣的。3.1 摩擦槍的粉末帶電與電場粉末涂料在摩擦槍內(nèi)帶電，其電荷不是來之電極尖端電暈放電，而是由于粉末與槍壁碰撞、摩擦、接觸、離合所產(chǎn)生的。也就是利用摩擦起電原理使粉末帶電的。粉末粒子與空氣的

12、混合物流經(jīng)摩擦槍后，借氣流壓力在槍口噴出。帶電粉末粒子就形成空間電場，其電場強(qiáng)度決定于空間電荷密度和電場的幾何形狀，即決定于粉末粒子帶電量、粉末在氣粉混合物中占的比例以及噴槍的噴射圖形。由噴槍噴出的氣粉混合物，由于氣壓降低和同種電荷的抗斥力，氣粉混合物體積逐漸增大，電荷密度下降，電場減弱。摩擦槍的電場在槍口處最強(qiáng)，由槍口到工件電場逐漸減弱。電場減弱的方向與氣流方向一致，粉末受力方向與氣流方向相同。3.2 摩擦靜電噴粉槍的特點(diǎn)摩擦槍具有不同于高壓槍的帶電方式和電場，因而磨擦槍具有自己的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)在靜電噴涂中顯示出了優(yōu)越性。 摩擦槍的粉末帶電是由于粉末與槍壁磨擦而導(dǎo)致的，這就決定了在靜電噴涂中

13、摩擦槍不需要高壓電源靜電發(fā)生器。從而節(jié)約設(shè)備投資10-30%，特別是對(duì)小型試驗(yàn)設(shè)備，節(jié)約比例數(shù)更高。雖然靜電發(fā)生器耗能不大，但時(shí)間久了，靜電發(fā)生器耗能也是可觀的。 利用磨擦槍進(jìn)行噴涂比較安全，這是因?yàn)樵趪娡吭O(shè)備中沒有高壓靜電發(fā)生器。設(shè)計(jì)合理的高壓靜電發(fā)生器不會(huì)出現(xiàn)人身傷亡事故，但高壓觸電的剌激總會(huì)使人緊張。另外，摩擦槍內(nèi)無金屬電極，在噴涂中不會(huì)出現(xiàn)電極短路引起的火花放電而引燃?xì)夥刍旌衔?。這在管道內(nèi)壁或容器內(nèi)腔噴涂時(shí)更顯得重要。 用摩擦槍噴涂非常方便，一是摩擦槍不接高壓電纜，手拿方便；二是受噴涂距離影響小，摩擦槍離工件近些、遠(yuǎn)些，噴涂效果相近。 用摩擦槍噴涂小工件或表面形狀復(fù)雜的工件，要比高壓槍

14、優(yōu)越得多。 摩擦槍內(nèi)無金屬電極，因而不會(huì)出現(xiàn)電極積粉現(xiàn)象，也就避免了電極上積粉的脫落，保證了粉層表面光潔和平整。3.3 摩擦槍與高壓槍的技術(shù)性能比較3.3.1兩種槍的電場噴槍的性能與電場密切相關(guān)，要知道兩種槍性能上差異，先比較兩種槍電場的不同。摩擦槍的電場為粉末粒子空間電荷所形成，又由于槍距可以很小，因而電比較均勻。而高壓槍的電場是典型的不均勻電場。在極針附近電場很強(qiáng)，在極針方向上電位梯度很大，在工件附近，電場又很弱。另外，高壓槍的電場范圍比摩擦槍的電場范圍大得多。3.3.2噴槍的電流靜電噴涂中，靜電發(fā)生器輸出的電流并未完全由粉末帶增或帶到工件上去，或由粉末帶到大地。而有一部分電流不以粉末為媒

15、介而流向工件外的空間、大地，形成所謂的離子風(fēng)電流。不同噴槍，離子風(fēng)電流是不同的。對(duì)摩擦槍而言靠摩擦產(chǎn)生的電荷以粉末為媒介帶到工件或大地，而高壓槍卻有很強(qiáng)的離子風(fēng)電流。這就是目前用高壓槍進(jìn)行噴涂時(shí)，雖然噴涂電流很大而噴涂效果不甚佳的原因之一。3.3.3兩種槍的噴涂效果要全面比較兩種槍的噴涂效果比較困難。在這里只就幾個(gè)主要指標(biāo)進(jìn)行比較。這些比較結(jié)果是由兩種槍的電場差異推論而來，并已得到實(shí)踐證實(shí)。（1）涂層厚度利用高壓槍、摩擦槍都可以噴涂出均勻的涂層。但是，利用高壓槍很難噴出厚涂層。高壓槍噴涂時(shí)，在粉層增厚時(shí)將出現(xiàn)反電離（也稱反向擊穿）現(xiàn)象。一次用高壓槍進(jìn)行噴涂實(shí)驗(yàn)，在粉層表面不僅出現(xiàn)了凹坑、麻點(diǎn)而

16、且還出現(xiàn)了數(shù)個(gè)規(guī)則的“雪花”，其直徑有1厘米之大。粉層的反電離現(xiàn)象，破壞了表面平整和固化后涂層的光澤甚至留下針孔。反電離現(xiàn)象是高壓槍電場太強(qiáng)造成的。在磨擦槍中不存在這樣強(qiáng)的電場，因而不會(huì)出現(xiàn)反電離現(xiàn)象。用磨擦槍可以噴出表面質(zhì)量很高的厚涂層。（2）附著力未固化的粉層要求粉末之間要有足夠的吸附力，否則，粉末會(huì)從粉層中脫落。粉末之間的這種吸附力不是自由電荷產(chǎn)生的庫侖力大同小異是粉末粒子極化產(chǎn)生的束縛電荷之間的引力。這種引力的大小由粉末極化強(qiáng)弱來決定。高壓槍電場強(qiáng)，粉末極化強(qiáng)度高，產(chǎn)生的束縛電荷 密度大，粉末之間引力大，粉層附著力大。用高壓槍噴出的粉層，在未固化以前放置七天、十天或再長些，粉末也不會(huì)從

17、粉層中脫落。用磨擦槍噴出的粉層附著力要小些，但也能充分滿足噴涂生產(chǎn)的需要，這已為工程實(shí)踐所證實(shí)。（3）粉末沉積率粉末沉積率是由多種因素決定的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，而且在噴涂中也不是一個(gè)常數(shù)，沉積率將隨著粉層增厚而下降。我國尚無沉積率的統(tǒng)一規(guī)范，籠統(tǒng)地說沉積率高或低是不嚴(yán)格的。為了正確評(píng)價(jià)靜電噴涂設(shè)備的優(yōu)劣，應(yīng)制訂統(tǒng)一的、大家都承認(rèn)的技術(shù)規(guī)范。兩種槍的粉末沉積率不便于認(rèn)真比較的。但可以說，在小噴粉量、近距離噴涂時(shí)，摩擦槍的粉末沉積率要高于高壓槍，特別是在噴小件、表面形狀復(fù)雜的工件更是這樣。（4）涂裝能力這是反映噴涂設(shè)備生產(chǎn)能力的技術(shù)指標(biāo)，是由沉積率和噴粉量決定的一個(gè)指標(biāo)。如果兩種槍的噴粉量相近，目前湖州電度表廠生產(chǎn)的摩擦槍的涂裝能力，可以與工件在4060kV、噴涂距離為200300mm時(shí)的高壓槍相比美。通過上面對(duì)兩種槍的比較，可以這樣說：摩擦槍有許多優(yōu)點(diǎn)，但摩擦槍不能完全替代高壓槍。兩種槍各有自己的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，設(shè)計(jì)人員在選用靜電噴槍時(shí)應(yīng)注意這一點(diǎn)。3.4 注意事項(xiàng)根據(jù)摩擦槍的帶電原理和電場、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在使用摩擦槍時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 空氣要充分凈化、過濾