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种材料在接触、摩擦时,就会在它们表面上发生电荷,所以操作时需穿防静电服、防静电鞋
来源:防静电服_防静电鞋 作者:苏州顺腾净化科技有限公司 日期:2013年05月02日 访问次数:


    任何两种化学组成不同,或两种化学组成相同但物理状态不同的材料,其内部结构中的电荷载流子能量分布是不同的。当这样的两种材料在接触、摩擦时,就会在它们表面上发生电荷再分配而形成双电层。当将它们重新分离后,每一种材料上就会带有比接触、摩擦前过量的正(或负)电荷。这种使物体带有电荷的过程称为起电。
    起电过程一般有接触起电、摩擦起电、光电起电、热电发射起电、场致发射起电、分散粒子起电、机械断裂起电及电晕起电等。最常见的是接触起电和摩擦起电。轻微摩擦时的起电特征可近似看作为一系列的紧密接触和分离过程,造成电荷在防静电服表面间转移而产生静电。但在剧烈摩擦时,由于防静电鞋局部接触面以较高的速度作相对运动,会使防静电鞋因发热甚至软化,两摩擦面间还可能有质量交换。因此,材料摩擦起电的符号有时会与防静电服接触面上的压力有关,例如将粘胶丝织物与不锈钢棒摩擦时,压力小时织物带正电,压力大时则带负电。又如两根相同材料的橡皮棒作一动一静的非对称摩擦时,动棒带正电。反复剧烈摩擦后,原带正电的棒变为带负电。这些现象除两物体接触电位高低外,还应考虑Seebeck效应(即温差电动势效应)。摩擦引起局部升温,使载流子从高温向低温转移。摩擦引起大分子机械断裂和热分解会产生电子或离子,还会产生压电效应和热电效应等。所以剧烈摩擦是一个复杂的起电过程。
    高聚物的静电起电机理应与导电机理结合起来研究。当金属与防静电服或高聚物间接触和分离起电过程中,会由于电子转移或离子转移而导致起电,但多数可能是电子转移的同时有一定数量的离子转移而导致起电。
    电子转移取决于接触物体问的Fermi能或Fermi能级(E),,其值等于固体内电子的电化学势,因此E,是一个热力学函数。电子进入固体可看作止于E,处,电子从固体逸出平均来说可看作始于Er处。电子转移平衡时,整个体系的Fermi能级在能级图上应相等。功函数或电子逸出功就是自由电子能量E。与E,之差。两物体接触时,电子的流动方向取决于接触前它们的Fermi能级的高低或功函数值,电子总是从功函数小(E,高)的一方向大(E,低)的一方流动。电子移动的结果产生静电势咖,当e西与两物体间功函数之差相等时即达到平衡,此时各物体在相对界面附近分别带有正或负的等量电荷,但从外部是测不出带电的。随着两物体分离才开始形成分别带有正和负的电荷,而在分离过程中,由于隧道效应、场致发射、气体放电及通过物体表面和内部的电荷扩散等原因,而使分离后实际观测到的总静电荷小于接触时的总电荷。在分离时还由于电容量大大下降,而使两物体的电位差迅速增大,从而产生相当高的静电电压。接触起电结果总是功函数大的带负电,功函数小的带正电。高聚物的摩擦起电序列基本上与其功函数大小顺序是一致的。
    人们很早就试图用能带理论来解释极性基在防静电鞋静电起电中的作用。如果极性基的能级高于主链能级。那么这种防静电服的起电必然取决于极性基的结构。近年来在应用量子理论方来处理防静电鞋方面取得了很大进展,例如Andre和Del}lall。曾用从头计算法和一些半经验公式计算简单高聚物的能带结构和态密度等。Verbist曾将x射线光电子能谱理论和方法用来测定高聚物电子结构,并用来检验能带理论计算的结果。Collins运用Gree。’。函数法探讨了固体和高聚物中的激发态问题。Brandow建立了闭壳层和开壳层系统的相关能表式,并导出了高聚物电子结构理论中非常有用的有效7r电子Hamilton算符等H…。但高聚物的电子结构与静电起电关系中,尚有许多理论和实验问题没有解决,有待于今后深入研究。


 

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