除塵除靜電清洗的高效方法

黃廷恩+魏邦吉

摘要：本文針對目前工廠設備在除塵清洗時采用傳統清洗方式所遇到的清洗效果不佳，清洗后易再次積灰的現象進行研究，提出設備表面帶有靜電才是影響清洗效果的根本原因，并據此提出了將除塵與除靜電結合的高效帶電清洗方法。

關鍵詞：除塵；除靜電；帶電清洗

0.前言

靜電，即處于靜止狀態的電荷。它與流動狀態的電荷即電流相對。靜電可以說在日常生活中無處不在。靜電不局限于固相、液相或者氣相，也不局限于絕緣體、半導體或導體。由于不同物體原子對外層電子的束縛能力不同，因此電荷會自然地進行能量轉移。到目前為止，還并沒有有效地方法可以做到根除靜電。

1靜電引起的危害

靜電引起的危害主要可以分為以下三類：對人體的影響、對電子設備元器件的影響、易造成易燃易爆物品的燃燒爆炸等[1]。

1.1靜電對人體的影響

生活中人們經常會遇到靜電現象，比如人與人握手時剛一接觸就會產生針刺感；在干燥的冬天脫外套時會聽到噼啪的聲響等，這都是靜電的緣故。這是因為平時我們與衣物的摩擦會產生靜電并聚集在身體表面，一旦與別人接觸就會產生放電現象。

1.2靜電對電子設備元器件的影響

靜電對電子設備如集成電路主要產生的影響在于靜電對灰塵的吸附和放電時產生電磁脈沖[2]這兩者對元器件的破壞。

1.2.1對灰塵的吸附

在元器件表面對產生靜電荷的積累，達到一定程度時便會與空氣中帶有相反電荷的浮游灰塵產生吸附作用，將灰塵吸引到設備表面，久而久之便會形成積灰，從而影響元器件如集成電路板、半導體材料的工作環境及工作質量。

1.2.2電磁脈沖

靜電放電時瞬間具有電壓高電流大的特點，在極短時間內形成電磁脈沖信號。從而影響電路信號傳輸和器件的使用壽命

1.3靜電易造成易燃易爆物品的燃燒爆炸

靜電荷聚集極易產生放電現象從而產生瞬時高電流，易引發周圍易燃易爆物品的燃燒爆炸現象，帶來危害。

2.傳統除塵清洗技術分析

傳統除靜電技術對靜電的防護和清除技術都不夠完善。在工業生產中，很多工廠的防護措施有限，如佩戴防護腕帶、對儀器設置良好的接地系統等等，這固然可以在一定程度上減輕靜電的危害，但并不能從根本上去除靜電，工廠也并沒有意識到清除靜電的重要性。

目前的傳統除塵清洗技術效果并不理想，針對機械裝置、電子儀器等為了去除設備表面的積灰，大都采用清水或者酒精溶劑進行清洗，對于一些電子線路密集處或者設備裝置的死角，只能采用人工處理的方式，用毛刷蘸取酒精溶劑進行清洗，這種人工操作費時費力，不僅效率低，精度也無法得到保證。稍有不慎就有可能對線路產生破壞作用。并且實際結果表明這種操作方式所能維持的周期較短，即清洗后不久便會再次產生積灰等雜質。

上述的現象并不是無法解決的難題，只是因為我們在制作時忽略了灰塵背后的“元兇”——靜電。利用傳統的除塵清洗方式固然可以暫時地清洗表面積灰，卻并不能根除設備表面聚集的靜電荷，只要靜電荷還在，就仍然會吸附空氣中帶有相反電荷的浮塵，在此影響設備的正常運行。

3.高效除塵清洗的方法

3.1清洗思路

基于此類現狀，我們提出一種高效除塵清洗的方法：即將除塵清洗與除靜電技術相結合，做到標本兼治。從而保證設備清洗后可以在相當一段時間內保證不受積灰影響從而達到正常運行的目的。

3.2工作原理

我們針對此現象提出了具體思路：分為除雜質、除靜電和清洗三部分。

3.2.1除雜質

設備表面由于長時間積灰，灰塵包含的雜質長時間在空氣中與設備表面接觸必然會發生氧化反應，產生氧化物、碳化物等，形成表面積垢現象。因此應先對這些體積較大的雜質進行清除。

3.2.2除靜電

在除去設備表面的大型雜質后，元器件依然存在油污和小型雜質的吸附現象。這些雜質難以去除的主要原因就是受靜電引力的吸附，因此需要先去除靜電。可以采用除靜電裝置與氣流發生裝置結合如離子槍搭配氣瓶等，在氣瓶高壓的驅動下，氣流會在槍身管道內迅速流動并通過離子槍的尖端，尖端會因高壓作用而產生放電現象，擊穿從中流動的空氣從而使空氣帶電，形成高速的帶電氣流，氣流內既包含正電荷，也包含負電荷，可以保證對設備表面聚集的靜電荷進行中和處理。

氣流帶電后將與設備表面的電荷進行中和，由于氣流在空氣中具有擴散現象，可以達到與帶電的設備表面充分結合的目的，持續的帶電氣流會快速中和帶電表面使之重新恢復中性。從而大幅減小了油污、灰塵等對設備表面因電荷力而產生的吸附作用。且雜質在高速氣流的驅動下也會有一部分會脫落。降低后續清洗難度。

3.2.3清洗

在完成上述操作后，設備已經由原來的帶有靜電并吸附油污、氧化物等雜質的狀態變為中性狀態。這時便可以根據設備的具體工作環境所可能產生的油污、雜質等采用相應的有機溶劑清洗劑進行針對性清洗，由于有機溶劑具有揮發性好，溶解能力強的優點，因此可以快速徹底地進行清洗。針對一些電子器件，也可以進行帶電操作。

4.結語

此方法與傳統的除塵清洗方式有根本性的區別，通過對灰塵產生的本質即靜電現象進行針對性處理。可以保證一次清洗后長期不需要再次清洗，為工廠節省大量清洗成本，也保證了這些設備正常運行的高效性。此方法具有很好的預期前景，值得推廣并投入到具體生產中。

參考文獻：

[1]李貴洪.淺析靜電的產生、危害及其防御辦法[J].科技創新導報， 2010（9）：213-214.

[2]梁永紅.簡談靜電對電子產品的影響及防護[J].電子質量，1996（12）：14-14.

作者簡介：

黃廷恩（1997-），男，黑龍江省牡丹江市，能源動力與機械工程學院.

魏邦吉（1996-），男，遼寧省沈陽市蘇家屯區，能源動力與機械工程學院.endprint