“幽灵”般的静电

“幽灵”般的静电

在空气干燥的季节，当你开门时偶尔会有电击的感觉，这就是静电放电（ESD）。当你感觉电击时，你身上的静电电压已超过2000伏！当你看到放电火花时你身上的静电已高达5000伏！当你听到放电声音时，你身上的静电已高达8000伏！但是现代许多高速超大规模集成电路碰到仅几十伏或更低的静电就会遭到损坏。

也就是说当你接触这些电路时，你既没有感觉到又没有看到更没有听到静电放电时，这块电路就已部分损伤或完全损坏，而你可能还在找其硬件或软件的原因。你可能还没有意识到是静电这个“幽灵”。在上个世纪中叶以前，静电现象就如同科技馆中的表演，只是一种有趣的物理现象；然而现在，静电已成为高科技现代化工业的恐怖主义者。

国内外近年发生了多起因静电造成的重大人员死亡事故。在军工企业部门，静电放电使火箭（弹）产生意外爆炸；在石化工业中静电放电多次使汽油着火爆炸；在电子工业中损坏电子元器件，仅美国每年因静电对电子工业所造成的损失就达几百亿美元。静电危害的另一种形式是静电力的危害，静电力的吸尘作用会影响产品质量，在大规模集成电路生产中由于静电使芯片成品率大大降低。印刷过程中由于静电吸引力使纸张难以对齐，降低生产效率。另外静电放电还产生很强的电磁干扰，其频率非常宽，从低频至几千兆赫兹以上。这种强电磁场作用时间短但其强度远比手机辐射的电磁场强，会干扰一些设备的正常工作。

静电危害那么大，它是如何产生的呢？任何物质都是由原子组合而成，而原子的基本结构为质子、中子及电子。科学家们将质子定义为正电，中子不带电，电子带负电。在正常状况下，一个原子的质子数与电子数量相同，正负电平衡，所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量（如动能、位能、热能、化学能等）的形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下不摩擦也能产生静电，如感应静电起电，热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。

任何两个不同材质的物体只要接触后分离就能产生静电，流动的空气当然能产生静电。为什么流动空气会产生静电呢？因为空气也是由原子组合而成，所以可以这么说，在我们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能，但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。

对于不同的环境，不同的防护对象，有不同的防护方法和措施。有很多办法可以降低静电以减小静电的危害，如采用一些静电防护器材和措施控制人体和环境的静电，工作人员可穿防静电服和鞋及铺设防静电地面。除了有好的静电控制硬件措施外，还要有静电控制软件措施，这就是静电控制管理和认证制度以及防静电知识培训等。在国外很多部门都有专门的静电控制管理人员。另一方面可以在设计电路时采取一些措施以提高产品的抗静电能力。

静电有很多危害，静电是否也能利用呢？答案是肯定的，利用静电能给人类造福。大家了解得最多的是静电复印，现在得到广泛使用。静电除尘，具有效率高的优点，现在很多空气净化器就是利用静电能吸除空气中的很小的尘埃，使空气净化。在农业中，利用静电喷雾能大大提高效率和降低农药的使用，既经济又有利环境保护。

静电还有很多应用，如静电处理的种子抗病能力强，病害发生减少，而且发芽率高，产量得到提高；静电放电产生的臭氧是强化剂，有很强的杀菌作用；经过静电处理的水，既能杀菌又不易起水垢。带有静电的驻极体膜还能治疗各种软组织损伤，它有活血化瘀、消炎消肿的作用。静电还可用于喷涂，用静电喷涂家用电器如洗衣机、电冰箱的外壳非常均匀。

总之，静电这个神秘的东西，虽然我们不能用肉眼看见又不能用手摸到，但是静电在我们的身边不断产生和消失，它既给人类造成危害，又能为人类所利用。