静电基础知识课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1.静电基础知识课件,1.静电基础知识课件1.静电基础知识课件静电基本概念和基础知识第一讲2,静电基本概念和基础知识,第一讲,2,一、静电,什么是静电？,静电是物体表面正负电荷发生分离的一种物理现象。,原因：摩擦、剥离、感应.,机理：物质因失去或得到电子而带电。,3,4,5,物体紧密接触时，共享表面电子。.,6,由于两种物质的原子核吸引电子的能力不同，一种物质得到电子，另一种物质失去电子。,7,“”,a,但此时，总体上保持平衡，不显电性。.,8,9,分离时，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电。.,Electrons“lost”,Electrons“gained”,10,Electrons“lost”,Electrons“gained”,所有接触分离的物体间均会发生上述过程。,对于绝缘体，电荷保持在原处。,而对于导体，电荷转移到整个物体。,对于接地导体，电荷泄漏到大地。,11,影响静电起电的因素,材料本身的起电性能,接触的紧密程度、压力,摩擦的速度,环境温度,环境湿度,12,静电带电序列,13,石棉,醋酸酯,玻璃,人发,尼龙,羊毛,毛皮,铅,丝绸,铝,纸,聚氨酯,棉花木材,钢,封腊,硬橡胶,聚酯薄膜,环养玻璃,铜、镍银,黄铜、不锈钢,合成橡胶,聚丙烯树脂,聚苯乙烯塑料,聚氨酯塑料,聚酯,萨冉树脂,聚乙烯,聚丙烯,聚氯乙烯,聚四氟乙烯,硅橡胶,静电带电序列（62.47）,14,注意：同种物质摩擦也会由于其表面光滑程度不同、纹理差异、或温度不同而带电！,15,感应起电,16,常 见 静 电 产 生 源,地 板：尤 其 是 塑 料 地 板 或 地 毯,椅 子：木 质、塑 料、或 化 学 材 质,衣 服：尼 龙 及 一 般 布 料,工 作 台 面：磨 光、油 漆 及 上 蜡,其 它：塑 料 垫、文 件 夹 等 任 何 可 能 产 生 磨 擦 的地方,物体相对运动,摩擦或接触分离,产生静电,17,可 能 产 生 静电的 电 位,18,19,.,.,博物馆里常见的“怒发冲冠”试验,20,静电放电（),静电场引起的静电荷的快速瞬态转移,通常条件下，具有不同静电电位的物体接近时，强静电场使物体间空气或介质击穿，形成放电火花。,21,22,闪电也是一种静电放电现象,23,冬天时，因为走动和地板摩擦，使身体带上静电，所以,这时如果空气中弥漫着汽油蒸气，可能会引发爆炸,日常生活中的静电现象,24,25,康熙字典：阴阳激耀，从雨从申。,西周青铜器上的电字,三、静电发展简史,26,中国古代对静电现象的观测记载,汉代：论衡中有“顿牟掇芥”。,南朝：陶弘景“惟以手心摩热拾芥为真”;炮炙论中有“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”,以此作为识别真假琥珀的标准。,西晋：张华博物志“今人梳头、脱着衣时，有随梳、解结有光者，亦有咤声”。,唐代：段成式“猫黑者，暗中逆循其毛，即若火星”。,宋代：张邦基墨庄漫录记载：“皇宫中每幸诸阁，掷龙脑以辟（避）秽。过则以翠羽扫之，皆聚，无有遗者”。,摩擦起电,27,古代兵器多为长矛、剑、戟，而矛、戟锋刃尖利，常常可导致尖端放电发生，因这一现象多有记述。如汉书 西域记中就有“元始中（公元3年）矛端生火”；晋代搜神记中也有相同记述：戟锋皆有火光，遥望如悬烛。,电晕放电,中国古代对静电现象的观测记载,28,气球为什么会粘在墙上?,静电感应起电,29,王充在论衡雷虚篇中写道：“蛟龙见而云雨至，云雨至则雷电击，明确地提出云与雷电之间的关系。,淮南子坠形训认为：“阴阳相薄为雷，激扬为电”，即雷电是阴阳两气对立的产物。,中国古代对电本质的认识,明代刘基（13111375）说得更为明确：“雷者，天气之郁而激而发也。阳气困于阴，必迫，迫极而迸，迸而声为雷，光为电，犹火之出炮也，而物之当之者，柔为穿，刚皆碎。”。可见，当时己有人认识到雷电是同一自然现象的不同表现。,30,西方对静电的认识过程,公元前600年左右，古希腊哲学家(塔勒斯)发现用丝绸摩擦琥珀之后有类似于磁石能吸引轻小物体的性质。成为有历史记载的第一个静电实验者。,古希腊语 （发音为）起初指太阳，后用于描述琥珀，因其如阳光般的色彩，现代英语中的电（）即源于该词。,31,但直到16世紀，除了偶尔发现埃尔摩()火外,对静电別无其他记载。埃尔摩火是发生在船桅杆上或其附近的发光現象。在航行于地中海上的水手中間长久流传着一个“神火”的故事，他们在暴雨将来临的危急时刻，多次地发現在桅杆尖上有一种不祥的火光，开始时水手们把它看做末日的来临。但当他们多次平安脱险后，这火光反而变成了安慰的源泉。水手们把它命名为圣.埃尔摩火，用来象征他们所信仰的圣徒埃尔摩的保护。,32,(电学之父)1540 1603,英女王伊丽莎白一世的御医；,首次明确指出地球是有磁性的；,首次区分了电与磁；,发明了验电器。,33,十七、十八世纪的摩擦起电实验,1660年德国人（格里凯)发现了同性相斥的现象，发明了摩擦静电起电机，能在实验室中产生火花放电。,1720年英国人 （格雷)发现丝绸、干木材、毛发经摩擦也能起电。,34,1733年 (杜菲）发现两类不同性质的电，一种称为玻璃电，发生在玻璃、水晶、宝石、动物毛发等；另一种称为琥珀电，发生在琥珀、树脂、丝、线、纸等。,（马森布罗克）于1745年发明(莱顿瓶)。,1775年，意大利物理学家（伏特）发明了静电感应起电盘，他利用静电感应起电盘能使导体产生电压很高的静电。,莱顿瓶,（原始电容器）,35,富兰克林 (1706-1790),美國科學家、發明家、政治家和社會慈善家,首先定义电荷的正负极性,改进了莱顿瓶，获得强烈火花放电,提出了单流体学说,提出电荷守恒原理,首先用风筝将天电引到地面,1752年发明了避雷针,36,37,法拉第(，1791-1867）是一位伟大的实验科学家。他的研究覆盖了许多领域如化学、物理和电磁。引入了带电体周围电力线的概念。他的一个很有意义的实验是法拉第笼实验。,英国人普利斯特利（,1737-1804）最早提出电荷之间的作用力与它们之间的距离的平方成反比。,1772年英国物理学家卡文迪许（，1731-1810）遵循普利斯特利的思想以实验验证了电力平方反比定律。,38,(库仑，1736-1806),试验证明：两电荷之间的作用力与它们的电量乘积成正比，与距离的平方成反比，使电学研究进入定量研究阶段。,39,电子的发现,为解释物质带电的机理，19世纪的一些科学家坚信一定存在某些带电的基本单元，1890爱尔兰物理学家 把这种物质称为电子。,40,试验证实阴极射线是由带负电的粒子组成的，而粒子远小于原子。他认为所有的原子都含有这种粒子，这就是电子。,电子质量=9.1110-31,电子电量=-1.6010-19 C,41,四、静电危害,静电作为一种近场自然危害源，给人类社会已经造成了重大损失和危害。,1969年底在不到一个月的时间里，由于静电放电（）引发荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时相继发生爆炸；,静电放电曾使国际通讯卫星F1F8及美国的阿尼克、欧洲航天局的航海通讯卫星等数十颗卫星发生故障，不能正常飞行；,第一个阿波罗载人宇宙飞船也是由于静电放电导致火灾、爆炸，使三名宇航员丧生。,42,工业发展的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用，一些电阻率很高的高分子材料如塑料，橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化，使得静电能积蓄到很高的程度。,另一方面，静电敏感材料的生产和使用，如轻质油品，火药，固态电子器件等，工矿企业部门受到静电的危害也越来越突出，静电危害造成了相当严重的后果和损失。,四、静电危害,43,我国在上个世纪中后期，石化企业曾发生30多起较大的静电事故，如上海某石化公司的2000m3甲苯罐、山东齐鲁某公司的胶渣罐、抚顺某石化公司的航煤罐以及天津某公司的北仓二罐站等都因静电造成了严重的火灾爆炸事故。,据报道，日本国曾统计，不合格的电子器件中有45是静电放电危害造成。在电子工业领域，全球每年因静电造成的损失高达百亿美元。,四、静电危害,44,静电放电对电子设备的影响,45,静电放电对电子器件的损伤,46,吸尘 （缩短寿命）,放电破坏 （完全破坏）,放电产生热（潜在损坏）,放电产生电磁场（电磁干扰）,静电对电子产品损害的四种形式,47,静电对电子产品损害的四个特点,隐蔽性：人体感知的静电放电电压2-3。,潜在性：损伤后性能没有明显的下降。,随机性：从一个元件产生以后，一直到它 损坏以前的所有过程。,复杂性：分析困难，掩盖了失效的真正原因。,48,电子工业产生静电危害工序,元件制造过程：切割、连线、检验,印刷电路版生产过程：储存、装配,设备使用过程：安装、试验,设备维修过程：拆卸、检验,从元件的制造、使用到维修的任一环节，,静电已成为电子工业的隐形的致命杀手！,49,近几年，随着微纳米器件和微细加工的发展，对静电防护问题提出了更高的要求。为此，世界各工业发达国家都十分重视静电危害及其防护研究。,静电放电形成的宽频带电磁辐射会对各种电子系统造成电磁干扰，所以，在各种电子产品的电磁兼容性设计中都要考虑静电防护这一要求。,静电放电的防护问题已不是过去单纯研究静电引起灾害事故和生产障碍的安全性问题，而是包括静电放电形成电磁干扰的系统及系统间的电磁兼容性问题。,50,控制的意义,1、减少损失（美国一年的损失达200多亿美金，仅电子工业的损失超过100多亿美金）。,2、提高产品质量和可靠性。,3、提高生产效率。,4、静电防护回报达1：95以上。,51,静电如水,静 电,水,静电电位,水位,绝缘材料,水坝、山,静电放电,冲毁水坝,器件失效,庄稼被淹,静电泄漏,溪流灌溉,52,Thank You,世界触手可及,携手共进，齐创精品工程,