2013年9月23日 星期一

靜電的危害與防治及應用



靜電現象是由點電荷彼此相互作用的靜電力產生的。
庫倫定律專門描述靜電力的物理性質。

在氫原子內,電子與質子彼此相互作用的靜電力超大於萬有引力,
靜電力的數量級大約是萬有引力的數量級的40 倍。

危害

靜電的危害很多,

它的第一種危害來源於帶電體的互相作用。

在飛機機體與空氣、水氣、灰塵等微粒摩擦時會使飛機帶電,
如果不採取措施,將會嚴重干擾飛機無線電設備的正常工作,使飛機變成聾子和瞎子;

在印刷廠裡,紙頁之間的靜電會使紙頁粘合在一起,難以分開,給印刷帶來麻煩;

在製藥廠裡。由於靜電吸引塵埃,會使藥品達不到標準的純度;

在放電視時熒屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污,
形成一層塵埃的薄膜,使圖像的清晰程度和亮度降低;

就在混紡衣服上常見而又不易拍掉的灰塵,也是靜電搗的鬼。

靜電的第二大危害,是有可能因靜電火花點燃某些易燃物體而發生爆炸。

漆黑的夜晚,人們脫尼龍、毛料衣服時,會發出火花和「叭叭」的響聲,
這對人體基本無害。

但在手術台上,電火花會引起麻醉劑的爆炸,傷害醫生和病人;

在煤礦,則會引起瓦斯爆炸,會導致工人死傷,礦井報廢。

總之,靜電危害起因於用電力和靜電火花,
靜電危害中最嚴重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸。

防治

人們常說,防患於未然,
防止產生靜電的措施一般都是降低流速和流量,
改造起電強烈的工藝環節,採用起電較少的設備材料等。

最簡單又最可靠的辦法是用導線把設備接地,
這樣可以把電荷引人大地,避免靜電積累。

細心的乘客大概會發現;在飛機的兩側翼尖及飛機的尾部都裝有放電刷,
飛機著陸時,為了防止乘客下飛時被電擊,
飛機起落架上大都使用特製的接地輪胎或接地線;
以洩放掉飛機在空中所產生的靜電荷。

我們還經常看到油罐車的尾部拖一條鐵鏈,這就是車的接地線。

適當增加工作環境的濕度,讓電荷隨時放出,也可以有效地消除靜電。

潮濕的天氣裡不容易做好靜電試驗,就是這個道理。

科研人員研究的抗靜電劑,則能很好地消除絕緣體內部的靜電。

應用

然而,任何事物都有兩面性。

對於靜電這一隱蔽的搗蛋鬼。只要摸透了它的脾氣,揚長避短,也能讓它為人類服務。

比如,靜電印花、靜電噴塗、靜電植絨、靜電除塵和港電分選技術等,
已在工業生產和生活中得到廣泛應用。

靜電也開始在淡化海水,噴灑農藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手,
甚至在字宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。

靜電的累積不可避免。
靜電嚴重時會灼傷人的皮膚,
各種電器電磁波和有害射線超量時會干擾人的內分泌系統。

隨著人民生話水平的提高,以及環保防護意識的增強,
防靜電金屬布的應用範圍也日益擴大,
防靜電金屬布的服裝如職業裝、工裝、防護服日見普及,
防靜電金屬布也因此異軍突起,成為面料市場上的明星產品。

最新市場動態顯示,目前,許多發達國家的防靜電布已經用於家紡用品領域,
例如床上蓋的、鋪的、墊的都用上了防靜電金屬布。需求量十分龐大,定單不斷。

但是,生產廠家要有三個條件。

第一,產品要達到進口商的指標要求。

第二,後處理要過關。

第三,要在寬幅織機上織造。

目前,日本、歐洲的定單居多。
國內北方市場也有了一定銷量。
毫無疑問,防靜電金屬布的市場前景十分廣闊。

● 工業中的危害

靜電的產生在工業生產中是不可避免的,
其造成的危害主要可歸結為以下兩種機理:

其一:靜電放電(ESD)造成的危害:

(1)引起電子設備的故障或誤動作,造成電磁干擾。
(2) 擊穿集成電路和精密的電子元件,或者促使元件老化,降低生產成品率。
(3)高壓靜電放電造成電擊,危及人身安全。
(4) 在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產場所極易引起爆炸和火災。

其二,靜電引力(ESA)造成的危害:

(1) 電子工業:吸附灰塵,造成集成電路和半導體元件的污染,大大降低成品率。
(2)膠片和塑料工業:使膠片或薄膜收卷不齊;膠片、CD塑盤沾染灰塵,影響品質。
(3) 造紙印刷工業:紙張收卷不齊,套印不准,吸污嚴重,甚至紙張黏結,影響生產。
(4)紡織工業:造成根絲飄動、纏花斷頭、紗線糾結等危害。

靜電的危害有目共睹,現在越來越多的廠家已經開始實施各種程度的防靜電措施和工程。
但是,要認識到,完善有效的防靜電工程要依照不同企業和不同作業對象的實際情況,
制定相應的對策。

防靜電措施應是系統的、全面的,
否則,可能會事倍功半,甚至造成破壞性的反作用。

對孕婦的危害

持久性的靜電可引起人體血液的pH值升高,尿中鈣排泄量增加,血鈣減少,
對孕產婦的健康危害最大,
靜電可致孕產婦體內孕激素水平下降,讓她們容易感到疲勞、煩躁和頭痛等,
因此有必要適當防範。

靜電對寶寶的危害

首先,它會使血液的鹼性濃度升高,而鈣質減少,
這對於正處在生長發育期的嬰幼兒來說實在是大忌諱。

還有,靜電吸附的大量塵埃中含有多種病毒、細菌與有害物質,
它們會使寶寶的皮膚起斑發炎,
抵抗力弱的寶寶甚至有可能引發氣管炎、哮喘和心律失常等等![2]

對人體的危害

1. 對皮膚

長期處於開著的電視、電腦和微波爐等環境下,
就常常可能有毛孔變大,皮膚乾燥、紅斑、皮膚瘙癢等症狀。

而天天操作電腦的辦公室白領臉部紅斑、色素沉著等
面部疾病的發病概率遠遠高於不用電腦者,
這是由於電腦屏幕所產生的靜電吸引了大量懸浮的灰塵,使面部受到刺激引起的。
對於皮膚敏感的人更是如此。

2. 對心臟

在臨床上,當某些人病危時,可能使用一種電擊的方式挽救病人生命,
因為對心臟電擊能除顫。可見一定量的電流能起到救人的作用,
但是正常的人並不需要電流。

若是人體所帶的靜電在數千伏甚至萬伏,
它會嚴重干擾以至改變人體內所固有的電位差,
特別是影響到心臟的正常工作,有可能引起心率異常和心臟早搏。

冬季有1/3的心血管疾病與靜電有關,
查不出病因的心臟病人、神經衰弱的人十之八九是因為長期受靜電干擾所致。

3. 對大腦

醫學專家解釋:乾燥產生的靜電對大腦的確會有影響,
它會引起神經細胞膜電流傳導異常,影響人的中樞神經,
使人感到疲勞、煩躁、失眠、頭痛。

靜電對皮膚病的緩解

人類身體帶電是一種常見的事情,
從現代科學的角度看來,人類身體帶電也不是什麼壞事情。

以往,人們是望電生畏,「電」在人們的心目中是那麼的可怕恐懼。
尤其是看到雷鳴電閃時就嚇的心驚膽顫、抱頭鼠竄,恐怕是被雷電擊中。

這也難怪,對於沒有接觸過「電」這個詞兒的人,尤其是那麼的可怕。
然而,人的這種恐懼心理是有一定科學道理的,
強大的電荷一旦流通人的身體,輕者被燒傷,重者則一命嗚呼。

其強大的正負電荷放電和瞬間的弧光閃耀以及強烈的閃電衝擊波,真是使人震耳欲聾。
這強大的電荷放電,給自然界和人類帶來了多少重大的災難,
建築物被擊毀,高大的樹木被一劈兩半。

而在每年的夏季,又有多少人和動物被閃電擊中而身亡,
全世界各地區每年因帶電積雨雲電荷放電,所造成的直接經濟損失卻高達數億美元。

咱們再說說平常的「電」現象,
在日常生活中,我們用梳子在理頭髮的時候,
常常會發現毛髮在高壓靜電場力的作用下形成射線狀。

我們在每天夜晚脫衣服的時候,
也常常會發現一種閃光效應和劈了啪啦的閃光聲響。

有時,我們在觸摸「貓或狗」的皮毛時,你會受到微量的「電擊」。

還有,你用梳子理一下你的頭髮,你就可以將碎紙屑吸引起來,
這就是我們常說的「電」現象。

有很多種物體在運動中,都可生成兩邊的端點帶有正負電荷的電場效應,
當電荷量聚集達到數萬伏的高壓時,它就會向四周的其它物體產生電荷放電,
這就是物體的摩擦起電狀態。

「閃電」就是由高電荷量的正負電場間絕緣物被擊穿的放電機理,
當強大的正負電荷粒子相互碰撞時瞬間產生湮滅,
在正負電荷相互撞擊的一剎那就會形成光輻射和高溫氣體的膨脹效應,
這種瞬間的氣體快速膨脹會與空氣產生共鳴而形成巨大的聲響,
這就是自然界雷鳴閃電形成的過程原因。

關於靜電對人體皮膚疾病的影響一定存在什麼玄機,
在這裡我們共同剖析它的內在機能。

人體是由大化學分子式構成的細胞組合,
細胞是由空間物質粒子組成的,
物質粒子的運動形成了大千世界的電場力能,
帶有不同電荷的粒子製造了空間物質的運動機制。

人體的電現象是大自然的傑作,到處都呈現出電場和磁場的轉換作用。
人體病態,呈現的是細胞膜電位的變化,健康的人體,呈現了人體細胞的電位平衡。
外加電場的刺激作用,提升了在病態下細胞分子間點電位的平衡,
從而使人體處於在健康的狀態下運作。

人類平時所穿的衣服,分為不同的纖維製品著裝,
而自然界植物細胞和動物的皮毛纖維組織以及化學纖維之間的帶電量是有所不同的。

另外,化學纖維和動物的毛髮靜電荷量值最大,
一般來講,我們人類所穿衣服的材料纖維種類繁多,
主要以動物的皮毛和化學纖維為主。
這也是人體帶電的主要成因,
不同纖維組織的物質成分其攜帶的電荷量也有所不同,
關於衣服攜帶電荷的成因主要是由物質材料之間的摩擦運動產生的。

當人體衣服攜帶有高電位時,
它就會形成人體皮膚與服裝之間數千伏的靜電電位差或者更高,
在這種電場力的作用下,人體的皮膚細胞表層始終處於在高電壓場力的影響之下。

然而在這種高電位場的力學作用中,可導致病態細胞的正常機能恢復,
這只是一種科學的推理,也是有根據的,人體的帶電現象已早有發現。
隨著化纖和毛料製品的衣服著裝越來越普遍,
而人體所攜帶的靜電電位也將會隨其升高。

通過調查,人體表層所攜帶的靜電電荷量越大,患皮膚病的機會就越小。

在我國民間有這麼一句傳言:「一電一激靈,保證你沒有病。」
這句話的含義是:「如果人體抽不冷的被電擊一下,你就會去掉很多的病態。」
然而,這句話也是很有科學道理的,

如人體在遭受高電位瞬間的刺激作用時,
可形成瞬間的精神緊張狀態,使人體在瞬間形成整體的抽動。
因為人體神經網絡的信息傳遞,是由於細胞分子間電位的電子流傳導產生的,
所以可提高健康與病態細胞的電位平衡作用,使病態細胞得到及時的恢復。

為什麼會這樣說嗎?
在民間,對於人體所遭受到的弱電擊問題,
以及電擊對人體病態細胞是否可產生什麼機理作用,恐怕還沒有人來研究之。

然而,這也是一種巧合的發現,
有一位同志,他身體的局部皮膚細胞帶有一種病態,也是季節性的,
每到秋季、冬季和春季,局部就會發生類似於黃水瘡的皮膚病,一片片的。

一旦到了夏季,這種皮膚病自然而然的也就好了,
而在其它的季節,他的頭部前額和後背的局部,就會出現成片的黃水瘡。

這種狀態延續了幾十年都是這個樣子,
而這些病區時不時的發癢,而且還有一層很薄的結痂,
當用手去撓時,結痂層就會被撓掉,隨後就會流出粘糊糊的分泌物。

按著醫學的觀點來說,這是一種季節性的皮膚病,
因為秋、冬、春三季氣候乾燥,汗液分泌又少,衛生狀況又不太好,
所以很容易發生皮膚性疾病。

以往,這位同事很少穿貼身的化纖衣物,
由於服裝行業新品種的不斷研發,一種適合冬季穿的保暖內衣出產了。
這種內衣是夏季男人平時所穿的白色單層襯衫,
之後,廠家又在這種內衣的基礎上,又添加了一層由化纖材料製作的毛茸茸襯裡。

由於現代服裝,大部分都是化纖衣料,很容易在服裝之間產生摩擦生電現象,
每當你脫去衣服睡覺時,都會感覺到有一種高壓靜電場對皮膚的刺激作用。

此時,身上被電的麻麻的,還會在衣服和人體間產生火花放電現象。
平時,他也沒在意,偶然間,他發現了以往身上的皮膚病沒有了,
他一時的感覺到奇怪。後來才發現他是由於穿了這種帶有絨毛襯裡的內衣起了作用。

這一發現,非同小可,
靜電本身未必是什麼好事,但對於人體的皮膚病來說還是有一定醫療作用的。

平常,人體所穿的衣服被帶電,是一件很糟糕的事情,
人們會在水中添加靜電消除液,來去除衣服上面的靜電反應。

但是,如果人體沒有不正常的皮膚病,
你就將衣物上面的靜電去除,以防止靜電給人體造成的諸多不便。

如果你的皮膚不太好,還是建議你暫時的不要去除衣物上面的靜電,
或者增添些用毛料和化纖等材料製成的容易產生靜電的衣服。

在自然界中,人體很難處於在高壓靜電場中,
而發電廠所輸送的是高壓交流電,不會形成靜電場力。

高壓交流電也會產生電荷的放電現象,
但與高壓靜電荷的放電來比較,還是存在著不同的形態。

高壓交流電的放點電弧是連續不間斷線狀的絕緣物擊穿狀態,
而靜電荷放電是瞬間的絕緣物擊穿,電弧線間斷不連續,
並伴隨著巨大的空氣共振聲波傳送,這也就是我們平常所聽到的雷聲。

為什麼交流高壓放電會存在連續的電弧絕緣物擊穿狀態呢?

因為在交流高電位場下,空間介質會形成對電荷的交變轉換形式,
也稱其為電容量,所以電容對於交流電來說,是電的傳導器件。

交流電場兩個端點的電壓極性會隨時間在做不斷的變換,
當空間絕緣物的耐壓值達到其擊穿電壓時,
空間絕緣物質就會被電荷擊穿導通
並在交流高壓電場下形成的絕緣物擊穿時連續的電弧導電狀態,
此時在電路中,會形成強大連續的短路電流。

而高壓靜電場放電,則是瞬間間斷性的大電荷量積累對介質的擊穿放電,
也就是人們所聽到的「啪啪」放電聲音。

雷電,就是這種強電荷高電場的放電成因,
也就是電荷的積累過程釋放在積累在釋放。

氯綸棉毛衫褲帶的靜電據說對風濕性關節炎有一定療效。
但合成纖維因靜電作用吸附的大量灰塵被吸入呼吸道後, 
可能會使支氣管哮喘病人夜間突發哮喘。

有些發生期前收縮早搏的人, 並未發現患有心臟病, 
也無吸煙、嗜酒或服藥等引起心律失常的原因, 
但發現他們中很多病人是習慣穿化纖類衣服。
這些人由於對化纖變態反應, 體內釋出組胺類物質, 而引起心律失常。

如果那一天,我們人類製造出了一個能夠適合不同人群的空間高壓靜電場區,
讓人們盡情的享受到高壓靜電場給人們帶來的生命延續和疾病的治療。
到那時,靜電就會造福於人類,人們不再懼怕高壓靜電場所產生的弧光閃耀。

摘自【百度百科】→靜電

http://baike.baidu.com/view/877.htm

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