Một điện tích tĩnh điện được tạo ra khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau rồi tách ra, và ít nhất một trong các bề mặt này có điện trở suất cao (có xu hướng cách điện hoặc cản trở dòng điện)
Những ảnh hưởng tác động của hiện tượng kỳ lạ này rất quen thuộc với đời sống thường ngày vì hầu hết mọi người đều hoàn toàn có thể cảm thấy, nghe thấy và nhìn thấy những tia lửa điện khi một điện tích thừa bị trung hòa khi ở gần một vật dẫn lớn ( ví dụ như dây nối đất )
Hình minh họa về tĩnh điện
Vật chất được cấu thành từ những nguyên tử trung hòa về điện tích vì chúng chứa số lượng bằng nhau về điện tích dương ( proton trong hạt nhân ) và điện tích âm ( điện tử trong vỏ ). Hiện tượng tĩnh điện nhu yếu sự tách rời những điện tích dương và âm này. Khi hai vật tư tiếp xúc nhau, điện tử sẽ vận động và di chuyển từ vật này sang vật kia, gây ra sự dư thừa điện tích dương trên một vật tư, và sự thừa điện tích âm ở bên còn lại. Khi những vật tư được tách ra, sự mất cân đối điện tích này vẫn được duy trì .
Các hạt điện tích
Khi nói đến tĩnh điện tất cả chúng ta thường có những tâm lý rằng liệu bị tĩnh điện thì có nguy khốn không ? Người bị dính tĩnh điện thì có nguy khốn không ? Và thực sự là tĩnh điện hoàn toàn có thể gây hại không riêng gì trong sản xuất mà còn có mối đe dọa đến sức khỏe thể chất con người .
Tác hại của tĩnh điện với con người
Các vật thể bị nhiễm tĩnh điện lớn sẽ tạo ra một điện trường cực mạnh ở môi trường tự nhiên xung quanh. Điện trường này có tai hại về vĩnh viễn với sức khỏe thể chất con người, trong đó, tác động ảnh hưởng nhiều nhất là hệ thần kinh, hệ sinh dục, hệ tuần hoàn. Ngoài ra khi thao tác, phóng tĩnh điện lớn hoàn toàn có thể giật người quản lý và vận hành, gây ra những tai nạn đáng tiếc trong khi lao động .
Trong sản xuất công nghiệp
Trong sản xuất có hai dạng mối đe dọa từ tĩnh điện thông dụng :
- Dạng thứ nhất là Phóng tĩnh điện ( ESD ) gây hỏng hóc, trục trặc, suy giảm chất lượng những thành phần điện tử, những cụm ( như bản mạch ), hay cả 1 thiết bị hoàn hảo. Cách thức gây hại của dạng này là trải qua dòng điện, hoặc trải qua những sóng điện từ trường sinh ra trong quy trình phóng .
- Dạng thứ hai là bám hút tĩnh điện ESA. Trong không khí có rất nhiều bụi, mà mắt thường hoàn toàn có thể không nhìn thấy được. Một hạt bụi có cỡ 1 micro-met đủ sức gây chập hỏng 1 mạch bán dẫn, khi mà node-pitch đang chỉ tính bằng vài chục nano-met ( năm ngoái ). Bám hút bụi do tĩnh điện là hiện tượng kỳ lạ gây ảnh hưởng tác động rất lớn đến chất lượng mẫu sản phẩm và sản xuất của những ngành như : In ấn, lắp ráp quang học, đóng gói thực phẩm, dược phẩm, tráng phủ, sơn, xi mạ, bán dẫn … v.v.. Đó là nguyên do những ngành sản xuất này cần đến thiên nhiên và môi trường phòng sạch
Quần áo chống tĩnh điện sử dụng trong phòng sạch
Chống tĩnh điện sinh ra do ma sát, sẽ mang lại cho con người nhiều phiền toái trong sản xuất và đời sống, thậm chí có thể gây hại.
-
Trong xưởng in, hiện tượng nhiễm tĩnh điện do ma sát giữa các tờ giấy sẽ khiến các tờ giấy dính vào nhau và khó tách rời, gây khó khăn cho quá trình in ấn.
-
Lực hút tĩnh điện trên sợi bông, len và sợi nhân tạo trong nhà máy in và nhuộm sẽ hút bụi trong không khí, chất lượng in và nhuộm bị giảm sút.
-
Trong sản xuất dược phẩm, do lực hút tĩnh điện của bụi, chất lượng thuốc sẽ không đạt độ sạch theo tiêu chuẩn.
-
Trong phòng máy của máy tính điện tử, sự nhiễm tĩnh điện của cơ thể người có thể cản trở hoạt động theo tiêu chuẩn của máy tính điện tử.
- Trong nhà, người có nhiều tĩnh điện đi qua TV sẽ gây nhiễu hình ảnh và âm thanh của TV .
-
Sự tích tụ tĩnh điện ở một mức độ nhất định sẽ gây ra hiện tượng phóng tia lửa điện. Nếu người đi trên thảm chà xát thảm có đủ điện, khi đưa tay ra kéo tay nắm cửa kim loại sẽ sinh ra tia lửa điện giữa tay và tay nắm kim loại, trường hợp nặng sẽ khiến người đó co giật.
- Nếu máy bay đang bay trên không, dòng điện sinh ra do ma sát với không khí không được dẫn đi trong quy trình hạ cánh, khi phi hành đoàn tiếp cận thân máy bay, phóng tia lửa điện sẽ xảy ra giữa người và máy bay, hoàn toàn có thể hạ gục người trong trường hợp nghiêm trọng .
-
Tĩnh điện có ảnh hưởng đáng kể đến các thiết bị điện tử hiện đại có độ chính xác cao và độ nhạy cao. Những người có nhiều tĩnh điện thậm chí có thể khiến các thiết bị điện tử nhạy cảm, dễ vỡ, nhỏ và tinh vi đó bị phá vỡ do phóng tia lửa điện và phá hủy một thiết bị điện tử.
-
Nguy cơ lớn nhất của tĩnh điện là tia lửa điện đốt cháy một số chất dễ cháy và gây nổ. Đối với xe tải chuyên dùng để chở nhiên liệu lỏng như xăng, dầu diesel, trong quá trình đổ xăng và vận chuyển, nếu lượng tĩnh điện sinh ra do ma sát, va chạm giữa nhiên liệu và thùng dầu không được xả kịp thời sẽ sinh ra tia lửa điện và gây cháy nổ nếu tích tụ đến mức độ nhất định.
Hình ảnh: Xưởng in
Ứng dụng của tĩnh điện cũng có thể được sử dụng bởi con người. Hiện nay, có rất nhiều ứng dụng của tĩnh điện, nhưng hầu hết chúng đều dựa trên nguyên lý vật lý cho phép các hạt mang điện của vật chất chạy về phía và hấp phụ vào điện cực dưới tác dụng của điện trường. Nguyên tắc loại bỏ tĩnh điện được mô tả dưới đây.
Tại những nhà máy sản xuất, trạm phát điện sử dụng than làm chất đốt, khói thải ra hàng ngày lấy đi một lượng lớn than nghiền, không riêng gì gây tiêu tốn lãng phí nguyên vật liệu mà còn gây ô nhiễm môi trường tự nhiên nghiêm trọng. Bộ lọc bụi tĩnh điện hoàn toàn có thể được sử dụng để vô hiệu than nghiền thành bột trong khói lò. Bộ hút bụi có cấu trúc gồm một ống sắt kẽm kim loại A và một dây sắt kẽm kim loại B treo trong ống, A nối với cực dương của nguồn điện cao áp, B nối với cực âm của nguồn điện cao áp. Giữa A và B có điện trường mạnh, càng gần B điện trường càng mạnh. Các phân tử không khí ở gần B bị điện trường mạnh ion hóa thành những electron và ion dương, những ion dương bị hút về phía B để lấy electron và trở thành phân tử không khí. Khi electron lao đến cực dương A thì gặp than nghiền trong khói lò làm cho than nghiền thành bột mang điện tích âm và hấp phụ vào cực dương A, khói thoát ra trở nên sạch .
Tĩnh điện cũng được sử dụng rộng rãi trong phun sơn tĩnh điện, đổ tĩnh điện, sao chép tĩnh điện, v.v. Cố gắng tích điện cho các hạt sơn Dưới tác dụng của dòng điện, các hạt sơn bay đến phôi làm điện cực và lắng đọng trên bề mặt phôi hoàn thành nhiệm vụ của phôi sơn. Đây là dạng phun sơn tĩnh điện. Bằng cách sạc các sợi lông tơ, lông tơ có thể được trồng trên hàng dệt được phủ một lớp chất kết dính để tạo thành một loại vải dệt như thêu. Đây là đàn tĩnh điện
Cách cơ bản để ngăn ngừa nguy cơ tĩnh điện là loại bỏ tĩnh điện được tạo ra càng sớm càng tốt để tránh tích tụ. Các biện pháp cụ thể rất đa dạng. Chiếc xe bồn dựa vào dây xích kéo trên mặt đất để dẫn tĩnh điện đi. Bánh máy bay thường được trang bị dây nối đất, cao su dẫn điện cũng được sử dụng để làm lốp bánh xe, chúng có thể đưa tĩnh điện từ thân máy bay xuống đất trong quá trình hạ cánh. Sợi dây dẫn điện bằng thép không gỉ có kích thước 0,05 – 0,07 mm được trộn trong thảm, có tác dụng chống tĩnh điện rất tốt. Giữ độ ẩm thích hợp trong xưởng in và xưởng nhuộm Không khí ẩm có thể làm tĩnh điện biến mất nhanh chóng.
Dây tiếp địa chống tĩnh điện
Nguyên lý của việc chống tĩnh điện
Đối với vật tư dẫn điện :
Trên trong thực tiễn những vật liệu khác nhau sẽ có những cách chống tĩnh điện khác nhau. Một giải pháp thường gặp so với những vật liệu dẫn điện được sử dụng nhiều nhất là nối đất ( tiếp địa ) trực tiếp .
Đối với vật tư không dẫn điện :
Để ngăn ngừa tĩnh điện cho những vật liệu không dẫn tĩnh điện như những hỗn hợp hay vật tư tự nhiên thì tất cả chúng ta chỉ hoàn toàn có thể sử dụng ionizer SMC. Đây là chiêu thức tạo ra ra những ion trung hòa những vùng bị tĩnh điện, nếu không được trung hòa bởi những điện tích tự do, tĩnh điện mất đi rất chậm. Những vật tư cách điện được cho phép những nhóm điện tích âm và điện tích dương hình thành. Khi những điện tích không hề chuyển dời trên mặt phẳng của vật tư này, việc nối đất không hề vô hiệu những điện tích này .
Sự ion hóa là phương tiện đi lại duy nhất để vô hiệu tĩnh điện ở những vật tư cách điện. Sự ion hóa những điện tử tự do trong không khí bằng chiêu thức phân cực điện áp cao tạo ra liên tục luồng điện tích âm và điện tích dương. Những điện tích này sẽ tích hợp với những điện tích trái dấu trên mặt phẳng của vật tư do đó triệt tiêu được tĩnh điện trên mặt phẳng cách điện .
Sử dụng thiết bị chống tĩnh điện
Các nhà khoa học tạo ra những thiết bị chống tĩnh điện để chúng khử được những ion bằng cách trung hòa những ion này. Một số thiết bị chống tĩnh điện thông dụng mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể biết đến như : Thanh khử tĩnh điện, vòi phun chống tĩnh điện, súng chống tĩnh điện, dao khí, quạt thổi ion, bộ nạp tĩnh điện, vòng tay tĩnh điện, dây nối đất … ( antistatic bar, ionizing nozzle, ionizing gun, air knife, ionizing blower, charging, wrist trap … ) .
Thanh khử tĩnh điện
Chống tĩnh điện trong các ngành công nghiệp
- chống tĩnh điện như: vải chống tĩnh điện, túi chống tĩnh điện, ghế chống tĩnh điện, Trong nghành nghề dịch vụ công nghiệp phòng sạch như phòng sạch sản xuất dược phẩm, điện tử để tĩnh điện thường gây thiệt hại rất to lớn, để chống tĩnh điện người ta thường phải sử dụng những giải pháp cũng như vật tưnhư : Quần áo chống tĩnh điện giày chống tĩnh điện, mặt phẳng sơn chống tĩnh điện. v.v. v ..
- Tĩnh điện là nguyên do số 1 gây hỏng những mẫu sản phẩm, linh phụ kiện điện tử. Để bảo vệ những mẫu sản phẩm này, người ta sử dụng những loại túi có năng lực chống tĩnh điện .
- Đối với máy in, để chống tĩnh điện, người ta gắn những thanh khử tĩnh điện lên 1 số ít vị trí để nó trung hòa những ion tạo ra từ giấy trong quy trình cọ xát, xả cuộn, sấy khô …
-
Để chống tĩnh điện trong quá trình sơn, người ta sử dụng quạt ion hoặc thanh khử tĩnh điện gắn ở vị trí gần nơi phun sơn để những thiết bị này khử ion trong các hạt sơn. Do không bị nhiễm tĩnh điện, các hạt sơn bám chắc chắn vào bề mặt hạt cần sơn, tạo nên lớp sơn thẩm mỹ hơn.
Tĩnh điện là một trong những yếu tố ảnh hưởng lớn đến việc sản xuất trong các ngành công nghiệp. Và qua bài viết chúng tôi mong rằng bạn sẽ hiểu hơn về hiện tượng này để thực hiện các hoạt động chống tĩnh điện phù hợp cho quy trình sản xuất của mình.
Tham khảo : Electrostatic Discharge
