|
靜電防護材料或防靜電材料在靜電防護和控制工程中占有重要的地位，由防靜電材料制成的靜電防護用品如容器、服裝、傳送帶等是制造過程中必不可少的。
1 與靜電防護材料有關的基本概念
這里先介紹一些在靜電防護和控制技術中用到的與材料有關的基本概念。
電阻和電阻率：這是靜電控制技術中濟關鍵的兩個概念，它們經(jīng)?；煜?，不僅被用來表示材料，還用于描述評估材料的測試方法。
體電阻率：指某材料單位厚度上的直流壓降與單位面積上通過的電流之比。體電阻系數(shù)是材料的基本參數(shù)之一，表示其導電性能，單位為歐姆/厘米。
表面電阻率：該參數(shù)用于厚度一定的薄膜材料，其定義為表面上單位長度的直流壓降與單位寬度流過電流之比。它指正方形兩對邊之間的阻值，只要面積遠遠大于薄膜厚度，則該阻值與正方形的大小無關。表面電阻率的單位是歐姆。
電阻：從另一方面表示不同形狀(面積和長度)和電阻率的材料對電流的阻礙作用，它同時表明材料的表面或表面與地之間的電路連通性以及物體的放電能力，單位是歐姆。
表面電阻：根據(jù)EOS/ESD S11.11“靜電釋放平面材料的表面電阻測量”中的定義，表面電阻是指材料某個面上兩點間的直流電壓與通過的電流之比，以歐姆表示。表面電阻值與材料的結(jié)構(gòu)無關。
體電阻：根據(jù)ESD DS11.12“靜電釋放平面材料的體電阻測量”中的定義，體電阻是指材料兩端之間的直流電壓與通過電流的比值，它的單位也是歐姆。
絕緣材料：一般指表面電阻系數(shù)在1×1012歐姆或體電阻系數(shù)在1×1011歐姆/厘米以上的材料。絕緣材料的表面或內(nèi)部基本上沒有電流流動，它的電阻很大，難于接地。這種材料內(nèi)的靜電荷會在上面保留很長時間。
導電材料：一般指表面電阻系數(shù)小于1×105歐姆或體電阻系數(shù)小于1×104歐姆/厘米的材料。這種材料電阻小，電子在其表面及內(nèi)部流動非常容易，可流向任何接觸到的其它導體或大地。
耗散材料：一般指表面電阻系數(shù)大于或等于1×105而小于1×1012歐姆，或體電阻系數(shù)大于或等于1×104而小于1×1011歐姆/厘米的材料。
屏蔽材料：一般指導電層每毫米厚度的表面電阻系數(shù)小于1×104歐姆，或體電阻系數(shù)小于1.0×103歐姆/厘米的材料，采用這種材料制作的法拉弟保護罩可防止靜電敏感器件受到靜電的影響。
抗靜電性：通常指材料抑制磨擦起電的特性。材料的抗靜電性與其電阻或電阻率沒有必然的聯(lián)系。如有些抗靜電材料，電阻很高，屬高絕緣型，但起電力很小，多次摩擦都不會產(chǎn)生靜電積累。
理解并正確使用靜電控制中的這些基本概念，可以使用語更加準確，這樣有助于有效地實施ESD控制。
2 靜電防護材料的主要參數(shù)
（1)表征起電能力的參數(shù)：
表面靜電位U，帶電量Q或電荷面密度s。
（2）表征衰減能力的參數(shù)：
表面電阻RS，泄漏電阻R（對制品）；
表面電阻率rS 、體電阻率、rV（對材料）；
時間常數(shù)t或靜電半衰期t1/2：對介質(zhì)t＝er，對導體t＝RC （1/e）; t1/2=0.69t
2.4.3 靜電防護材料的分類
如在基本概念中的闡述，根據(jù)防靜電材料的導電性能，可將其分為靜電絕緣、耗散、導電和屏蔽四種，如以表面電阻率(單位W/ð)劃分如下：
104 105 1012
注：具體的分界數(shù)值不同標準或不同企業(yè)有所不同，而且有些分類更細。還有的標準以體電荷密度作為劃分的參數(shù)
根據(jù)防靜電材料的來源分，可以分為天然材料和人造材料兩大類。天然材料如金屬，棉織物等；而在靜電防護工程中，大量使用的是人工制造或經(jīng)過人為改造的材料。
人造材料主要有兩種制造方法：一是在原來的材料中添加帶電性材料或物質(zhì)，如碳黑、石墨、碳纖維的炭類，或金屬粉、金屬纖維等金屬類，或抗靜電劑等化合物類。添加的材料或制品具有長久性；另一種方式是表面涂敷，如在工具的把手等表面涂敷表面活性劑，利用分子的極化和親水基使表面形成單分子導電層，達到靜電防護的目的，這種方法具有時效性，會磨損和消失。現(xiàn)在也有耐久的高分子表面活性劑。
|
