静电屏蔽的原理及应用
摘要：空腔导体可以屏蔽外电场，而使内部物体不受任何外电场的影响，叫做“静电屏蔽”。主要讲述静电屏蔽的含义及主要应用。
关键词：静电屏蔽 含义 应用
1 引例
在科技馆看表演时，工作人员请几位观众进入笼体后关闭笼门，操作员接通高压电源，用放电杆进行放电演示。这时即使笼内人员将手贴在笼壁上，使放电杆向手指放电，笼内人员不仅不会触电，而且还可以体验电子风的清凉感觉。为什么高压电源加在金属笼上人却不会触电呢?
这就是静电屏蔽。
2 静电屏蔽
在屏蔽罩接地后干扰电流经屏蔽外层流入大地导体空腔内无其他带电体的情况下，导体内部和导体的内表面上处处皆无电荷，电荷仅仅分布在导体外表面上。所以腔内的场强和导体内部一样，也处处等于零;各点的电势均相等，而且与导体电势相等。因此，如果把空心的导体放在电场中时，电场线将垂直地终止于导体的外表面上，而不能穿过导体进入腔内。这样，放在导体空腔中的物体因空腔导体屏蔽了外电场，而不会受到任何外电场的影响。综上所述，空腔导体(不论是否接地)的内部空间不受外电荷和电场的影响;接地的空腔导体，腔外空间不受腔内电荷和电场影响，这种现象称为静电屏蔽。
静电屏蔽分为外屏蔽和全屏蔽。
空腔导体在外电场中处于静电平衡，其内部的场强总等于零。因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响。若空腔导体内有带电体，在静电平衡时，它的内表面将产生等量异号的感生电荷。如果外壳不接地则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷，此时感应电荷的电场将对外界产生影响，这时空腔导体只能对外电场屏蔽，却不能屏蔽内部带电体对外界的影响，所以叫外屏蔽。如果外壳接地，即使内部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地。外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。
这里还须注意：
(1)实际应用中金属外壳不必严格完全封闭，用金属网罩代替金属壳体也可达到类似的静电屏蔽效果，虽然这种屏蔽并不是完全、彻底的。
(2)在静电平衡时，接地线中是无电荷流动的，但是如果被屏蔽的壳内的电荷随时间变化，或者是壳外附近带电体的电荷随时间而变化，就会使接地线中有电流。屏蔽罩也可能出现剩余电荷，这时屏蔽作用又将是不完全和不彻底的。
总之，封闭导体壳不论接地与否，内部电场不受壳外电荷与电场影响;接地封闭导体壳外电场不受壳内电荷的影响。这种现象，叫静电屏蔽。
3 应用
文章引例中提到的表演就是一个经典应用——“法拉第笼”。其笼体与大地连通，高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，当放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花，根据接地导体静电平衡的条件，笼体是一个等位体，内部电位为零，电场为零，电荷分布在接近放电杆的外表面上。众所周知，人体触电的原因是身体的不同部位存在电位差，强电流通过身体，此时手指虽然接近放电火花，但放电电流是通过手指前方的金属网传入大地，身体并不存在电位差，没有电流通过，所以没有触电的感觉，
屏蔽使金属导体壳内的仪器或工作环境不受外部电场影响，也不对外部电场产生影响。有些电子器件或测量设备为了免除干扰，都要实行静电屏蔽，如室内高压设备罩上接地的金属罩或较密的金属网罩，电子管用金属管壳;在工程上，为了避免外电场对电气设备(如一些精密的电器测量仪器等)大的干扰，或防止电气设备(如高压装置)的电场对外界产生影响，擦汗那个在这些设备的外面用接地的金属壳品比电场。在弱点工程中，有些传输信号的导线，为了增强抗干扰性能，往往在其绝缘层外再加一层金属编织网，这种线缆称为屏蔽线缆。
在静电实验中，因地球附近存在着大约100Wm的竖直电场。要排除这个电场对电子的作用，研究电子只在重力作用下的运动，则必须有eE
当今青少年日常使用的MP3防静电袋就是根据“法拉第笼”(“法拉第笼”是由金属网制成，它演示的是静电屏蔽原理。“法拉第笼”在外电作用下接近外电场的部位产生烙应电荷，感应电荷电场与外电场在笼壳内部的迭电场始终为零)原理设计，适用于PCB、IC卡、MP3等静电敏感产品的包装，可防止静电释放带来的损伤，传感部件如MOS、CMOS、FET配件等，在用防静电屏蔽袋包装后，能有效保护因外来静电给内部敏感元件造成的影响和损坏，从而保证MP3的音质以及播放效果能够不受影响。
电磁屏蔽室：要学生端坐在里面，防止他们考试作弊;国外的洗衣机，空调电磁辐射的测量，也都放在电磁屏蔽室中;一些雷达，通信电台，一些加密传输测量，为了保密，就在里面测试;一些深空探测设备，也要在里面测试，可以将发射信号衰减的很微弱，而且场强十分准确;高抗干扰的通信设备，就要在这种电磁“真空”环境调试，才能工作在电子对抗的战场。
又如作全波整流或桥式整流的电源变压器，在初级绕组和次级绕组之间包上金属薄片或绕上一层漆包线并使之接地，达到屏蔽作用。在高压带电作业中，工人穿上用金属丝或导电纤维织成的均压服，可以对人体起屏蔽保护作用。
还有一个鲜为人知的在理论上的应用：间接验证库仑定律。高斯定理可以从库仑定律推导出来的，如果库仑定律中的平方反比指数不等于2就得不出高斯定理。反之，如果证明了高斯定理，就证明库仑定律的正确性。根据高斯定理，绝缘金属球壳内部的场强应为零，这也是静电屏蔽的结论。若用仪器对屏蔽壳内带电与否进行检测，根据测量结果进行分析就可判定高斯定理的正确性，也就验证了库仑定律的正确性。最近的实验结果是威廉斯等人于1971年完成的，指出在式F=q1q2/r2±8中，6<(2.7±3.1)×10-16。可见在现阶段所能达到的实验精度内，库仑定律的平方反比关系是严格成立的。从实际应用的观点看，我们可以认为它是正确的。
参考文献：
[1]毛骏健，顾牡，大学物理学[M]，高等教育出版社，2006
[2]孙延林，电子工业静电防护指南[M]，电子工业出版社，2006
[3]郎为民等译，电磁屏蔽原理与应用[M]，机械工业出版社，2010
[4]殷乔民，电工基础知识[M]，中国电力出版社，1998
作者：李正波
摘要：近年来，静电纺丝技术在国内外重新掀起了研究热潮，在多个行业的良好应用前景也引起人们的广泛关注，本文对静电纺丝技术在生物医疗、过滤、锂电池和复合材料等领域的应用，以及静电纺丝技术的专利申请情况进行了详细的分析，发现静电纺丝技术已日趋成熟，国内外市场潜力巨大，建议国内外研究机构和企事业单位加大合作，尽快实现静电纺丝技术的产业化。
关键词：静电纺丝; 纳米纤维; 应用技术; 专利
一、静电纺丝技术的发展
早在1899年Charles S Farquhar和Ambrose Eastman的专利US692631A中报道了利用静电发生器产生的高强静电场将聚合物溶液牵引形成纤维，被认为是现代静电纺丝设备的原型[1，2]。1930年A.Formhals(专利US1975504A)用齿轮式电极旋转将纺丝原液从液槽中甩出，并在静电场力作用下拉伸形成醋酸纤维长絲[3]。上世纪90年代初Akron大学D. H. Reneker研究组[4-6]用电纺丝技术制备了一系列聚合物纳米纤维，包括PA和聚酯等，当时纳米技术刚刚兴起，Electrospinning(静电纺丝)也在这时候造词并被广泛运用。
静电纺丝原理如图1所示，相关基础理论和实验技术已经被广泛研究和报道[1-7]。目前，大部分聚合物在实验室已可纺成纳米级尺度纤维，包括聚酯、尼龙、聚乙烯醇、聚氨酯、蚕丝蛋白、胶原质等[3-11]。
图1 静电纺丝示意图[7]
纳米纤维的应用研究日益广泛，引发了对纳米纤维产业化的研究。除了静电纺丝技术，熔喷等方法制备纳米纤维技术也已研究多年并在一定程度上得到了推广。相比其它制备纳米纤维技术，静电纺丝技术原理简单，能耗低，具有更大的优势。各国研究人员高度重视，取得了大量研究成果并产生了大量的专利申请。图2为2000-2010年静电纺丝国内外专利申请情况，可看出自2000年以来，涉及静电纺丝技术的专利申请持续增长，静电纺丝技术特别是应用研究快速发展。专利申请主要分布在医疗、锂电池隔膜、过滤和纳米传感器等多个领域，在生物医疗、过滤和电池隔膜领域研究较多。
图2. 2000-2010年静电纺丝专利申请情况
静电纺丝技术的发展关键在于静电纺丝设备的发展，设备的局限性直接影响了静电纺丝技术的工业化发展。目前溶液电纺丝技术采取的方式一般是针头式纺丝，针头式纺丝设备结构简单，可根据要求更改针头设计，成为了实验室设备的首选。但是工业化生产需要大量的针头形成阵列，更换和清理变得困难，一般认为不是很适合工业化生产。捷克发展了一种无针头技术，据称已完成工业化的试验，最大可以生产1.6m幅宽的纳米纤维布。国内几家单位也进行了类似的研究，清华大学、北京化工大学、北京服装学院等高校均对静电纺丝的工业化技术进行了研究，也发展了一批规模生产的设备。US20100034914，US20090148547，US20100272847等专利也部分公开了这些工业化的设备。
二、 静电纺丝技术应用
2.1 生物医疗领域
目前静电纺丝技术在医疗方面应用最多的是医用敷料和组织支架。静电纺丝技术制造的纳米纤维无纺布比表面积大、孔隙率高、纤维表面光滑，用作载体材料具有独特的优势。常州大学公开了一种硫酸软骨素基纳米纤维无纺布(公开号：CN 103225172A)，形成纳米核壳纤维，用作创伤敷料和伤口包敷材料。东华大学公开了一种静电纺丝法制备抗菌性纳米银复合纳米纤维毡(CN103074734A)，可用作药物释放，植入缓释体系，也可用于组织工程支架等医药领域。
2.2 过滤材料
生物、医药、电子产业的发展要求有更高的过滤精度，过滤介质的孔隙结构必须与颗粒的尺寸相配对，而超细纤维的网络具有更小更精细的孔隙结构。Graham等人[7]将静电纺丝纳米纤维用于脉冲除尘盒和采矿工具上的空气过滤，认为尼龙66、聚丙烯腈、聚氨酯等聚合物材料制成的纳米纤维无纺布能很好地过滤颗粒，同时不改变纤维网的透过性能。东华大学公开了一种增强聚砜纳米纤维空气过滤膜(CN 103480285A);浙江一家公司公开了一种静电纺丝纳米纤维膜(CN103437071A)，能过滤PM2.5颗粒。
2.3 锂电池行业
据统计，2007年以后锂离子电池已在市场中占主导地位。据不完全统计，2009年全球锂离子电池隔膜市场需求超过了2.8 亿m2。而世界上只有日本、美国等少数几个国家拥有锂离子电池聚合物隔膜的生产技术和相应的规模化生产，目前国内80%以上的锂离子电池隔膜市场被美、日进口产品占领。
目前已有研究显示高孔隙率纳米纤维隔膜具有更大的技术优势。2013年，由北京化工大学专利CN103343423A公开了一种可用作锂电隔膜的静电纺丝法交联聚醚酰亚胺纤维膜，电池性能表现出与现有商业化聚烯烃隔膜相当的性能，同时在热稳定性、孔隙率和吸液率等方面明显优于聚烯烃隔膜。天津工业大学专利CN103469488A、CN103258978A、CN103474610A等都是涉及采用静电纺丝技术制备锂离子电池隔膜。CN103258978A公开了一种聚偏氟乙烯-六氟丙烯无机复合多孔纳米纤维锂离子电池隔膜;CN103474610A公开了一种静电纺丝/静电喷雾制备复合锂离子电池隔膜;CN103469488A公开了一种增强型静电纺丝纳米纤维锂离子电池隔膜。
2013年，由北京化工大学专利CN103474600A公开了一种具有交联结构的聚酰亚胺纳米纤维膜，电池隔膜的孔隙率在80%左右，可耐300℃的高温而不产生任何变形，电池大倍率快速充放电下的比容量明显优于传统的聚烯烃微孔隔膜。中材科技股份有限公司专利CN103219483A公开了一种复合锂电池隔膜，三层膜顺序层叠复合，据称可以快速充放电，能够用于汽车动力锂电池。
2.4复合材料结构增强
用电纺丝纳米纤维增强高分子复合材料，主要还是在保持高分子机械性能的同时，增强它们的物理和化学性质。Bergsheof等人[12]报道PA电纺丝纤维加到环氧树脂中显著提高基体的硬度和机械性能。而由于纳米纤维的直径很小，增强后的材料还能保持它的光学透明性。中科院化学所也报道了PET/碳纳米管复合纳米纤维特殊的力学表现。
4.结论
从分析静电纺丝的现状、应用领域及专利申请情况，我们可以看到国内在专利申请单位和篇数上都出现了逐年增加的现象。目前，国内外静电纺丝纳米纤维技术基本上还处在发展初期阶段，国内的科研机构、大学以及公司目前主要以实验室研究为主，申请了大量专利，尚未实现工业化，但已可预见静电纺丝纳米纤维技术在各个领域的应用前景，以及国内外巨大的市场潜力。国内也出现了一些企业为主的静电纺丝专利申请，企业正在积极准备技术，部分机构开始引进和研发相关设备。国内各研究主体不仅要考虑自身研究资源的优势，更应充分考虑技术、行业的发展阶段，既要继续加大在纺丝品种扩展和工艺参数优化方面研发，还要加强静电纺丝工业化设备制造，特别是在关键的纺丝部件这一对产业化生产具有重大意义的研究方向上加大投资的力度，尽快形成静电纺丝设备制造的系列化和标准化，为大规模产业化生产做好准备。
参考文献：
[1] 张大省， 王锐. 超细纤维生产技术及应用[M].北京：中国纺织出版社，2007： 356-375.
[2] Farquhar C S，Eastman A.Apparatus for electrically dispersing fluids： US，692631[P].1902-02 -04.
[3] 曾浩，范敏，许怀远. 静电纺丝专利申请的现状分析[J].合成纤维工业.2013， 36(3)：49-53
[4] Doshi， J.; Reneker， D. H.， ELECTROSPINNING PROCESS AND APPLICATIONS OF ELECTROSPUN FIBERS. Journal of Electrostatics， 1995， 35， (2-3)， 151-160.
[5] Srinivasan， G.; Reneker， D. H.， STRUCTURE AND MORPHOLOGY OF SMALL-DIAMETER ELECTROSPUN ARAMID FIBERS. Polymer International， 1995， 36， (2)， 195-201.
[6] Reneker， D. H.; Chun， I.， Nanometre diameter fibres of polymer produced by electrospinning. Nanotechnology， 1996， 7， (3)， 216-223.
[7] R.Nayak，R.Padhye，L.Amold. 靜电纺丝技术的最新进展[J]. 国际纺织导报.2010，10：27-28
[8] McKee， M. G.; Wilkes， G. L.; Colby， R. H.; Long， T. E.， Correlations of solution rheology with electrospun fiber formation of linear and branched polyesters. Macromolecules， 2004， 37， (5)， 1760-1767.
[9] Demir， M. M.; Yilgor， I.; Yilgor， E.; Erman， B.， Electrospinning of polyurethane fibers. Polymer， 2002， 43， (11)， 3303-3309.
[10] Jin， H. J.; Fridrikh， S. V.; Rutledge， G. C.; Kaplan， D. L.， Electrospinning Bombyx mori silk with poly(ethylene oxide). Biomacromolecules， 2002， 3， (6)， 1233-1239.
[11] Lee， S. W.; Belcher， A. M.， Virus-based fabrication of micro- and nanofibers using electrospinning. Nano Letters， 2004， 4， (3)， 387-390.
[12] Bergshoef， M. M.; Vancso， G. J.， Transparent nanocomposites with ultrathin， electrospun nylon-4，6 fiber reinforcement. Advanced Materials， 1999， 11， (16)， 1362-1365.
作者：曾秀妮 张辉闪 彭伟伟
摘要：研究废旧皮革粉用于植绒工艺可行性。经电着处理后的皮革粉在静电场中飞升，植绒到涂覆有粘合剂的基布上形成新型植绒产品。探讨在静电植绒过程中极板间距、极板电压、植绒时间和粘合剂涂覆量对植绒密度和植绒牢度的影响。结果表明：随着极板间距的减小和极板电压的增加，植绒密度和植绒牢度均提高，其中对植绒牢度的影响更为明显。随着植绒时间的增加，植绒密度先增大后不变。随着粘合剂涂覆量的增加，植绒密度和植绒牢度均先增大后趋于定值。最佳植绒工艺条件为极板间距为6～8 cm，极板电压为70 kV，植绒时间9 s，粘合剂涂覆量为300～350 g/m2。
关键词：皮革粉;静电植绒;最佳工艺;植绒密度;植绒牢度
在皮革的生产过程中会产生大量的皮革废料和边角料，对其的回收利用具有较大的经济效益和环保价值。将皮革废料和边角料经机械粉碎后可以得到皮革粉，皮革粉可利用静电植绒技术植绒到人造革基布上，从而开发出具有特定风格的人造革。静电植絨技术是利用静电效应进行植绒的加工技术，皮革粉在静电场中发生极化，带电后在电场中飞升、旋转，最终插入涂覆有粘合剂的基材中，形成植绒产品。皮革粉经过电着处理后在静电场中具有良好的飞升性，选择皮革粉作为植绒材料，在工业化生产中更为高效和环保。因此，对皮革粉用于静电植绒的研究具有重要的意义。
作者：刘亚军 胡国棵 周颖
摘要：智能电表的应用越来越广泛。为了保证智能电表的安全性，智能电表的电路设计应该充分考虑静电对其产生的不利影响。静电对电子元器件电路产生的破坏主要有过电压场致失效和过电流热致失效两种情况。本文以智能电表的电路设计为例，探讨了如何实施防静电设计。
关键词：电路设计;防静电技术;智能电表
静电是指静止不动的电荷。众所周之，静电会给人们的生活带来诸多不便，还会给工业生产带来较大的威胁。例如，在生产橡胶制品的过程中，静电积累到一定程度就会产生电火花，导致生产橡胶过程中使用到的汽油、苯等原材料燃爆。生产药品的过程中，如果静电得不到及时的处理，导致药品原材料吸附大量尘埃，则有可能会导致药品质量不合格。在电气设备中，静电则有可能会导致集成电路的烧毁。因此，在进行电气设备、电器产品以及工业生产控制线路的电路设计時，都需要运用防静电技术，消除静电的不利影响。
智能电表主要用于管理居民用电数量的智能化设备。随着智能时代的来临，智能电表的便捷性、高效性、准确性等优势突显。目前，智能电表正在全国推广使用。智能电表的主要实现技术是单片机技术。单片机极容易受到静电的影响，导致电能表出现故障，或者性能下降。因此，智能电表的单片机的电路设计必须要充分考虑到防静电技术的应用，提升芯片的抗过电应力，避免静电给智能电表的生产与使用产生较大的危害。
一、静电对电子元器件电路产生破坏的机理研究
1.过电压场致失效
如果电子元器件的静电放电回路的阻抗较高，就会导致绝缘介质两端的电极由于在静电放电的瞬间，产生较高的电压，从而导至两端的电极之间的感应电压超过了介质能够承受的最大电压，导致介质被击穿，其绝缘效能失效，这就是过电压场致失效的机理。通常而言，导致绝缘介绍出现高静电、高电压的原因主要有两个，其一是静电源直接接触放电得到的;其二场感应效应导致的。因此，如果电子元器件的电路上，容易累积较多的静电电荷数量，就极易导致过电压情况的出现。目前，电子元器件中常用的固钽电容，绝缘两端的电极临界值约为7-10×106V/cm。如果电场的电压超过了此临界值，那么绝缘介质就会被击穿，固电钽电容的两极之间就会出现短路的情况。如果固钽电容的介质层存在针孔、缝隙等物理缺陷时，则更易发生电场高电压的击穿现象。当两极间的绝缘介质中经过的击电量没能对电子元器件造成严重的损坏，或者电子元器件被击穿后，其性能自动恢复。那么，这并不意味着静电的危害可以忽略，而是其危害性会体现为频繁地出现低电压击穿以及漏电现象的增加。在集成电路中，如果印制板引线与芯片的电源线之间距离较小，当发生静电放电现象时，会在二者之间的空气被击穿的瞬间，发生电弧放电，可能会产生电火花，或者是闪烙，进而导致金属引线断裂、熔化。如果电子元器件采用的是高密度、细间距金属互连的超大规模集成大路，就更容易导致出现熔断事故。
2.过电流热致失效
如果放电回路的阻抗较低，当电子元器件出现静电放电现象时，就容易导致局部区域温度升高，超过材料熔断的临界值，进而导致元器件被损坏，或者使用性能下降，这就是过电流热致失效。电子元器件中出现静电放电时，就会使局部区域产生过大的电流，器件的散热时间远大于放电脉冲的时间常数，此时，如果PN结、肖特基结的面积较小，局部热量迅速聚集，超过材料的熔点，从而会使PN结、肖特基结被烧毁。由此可见，电子元器件内部电路结构在静电放电时会产生不同的反应。如果作用面积较小、电流幅度较大，或者器件本身材料的耐熔性又较低，那么，就更容易产生电路被烧毁的情况。在回路中，电阻和电容值是影响静电放电时间的关键性因素。从三者之间的关系分析入手可知，如果为了避免给ESD造成损坏，可以通过适当地增大串联电阻和电容值的方法来实现。静电电流过大，不仅会对PN结造成损害，还有可能会使金属互连线、键合线熔化，在金属条面积较小的部位更易发生。
二、电子单元电路的静电技术应用
1.RS485电路的防静电设计
RS485是电能表的常用通讯方式，其本身具有抗噪声干扰性强、传输距离远等优势。但是，如果电能表中出现静电放电现象时，RS485容易芯片受损，通讯失败。针对这种情况，应该对485芯片进行电路设计时，必须要增加防护电路。为了提高电路的负载能力，可以为通讯A端设置上拉电阻，在通讯B端设置下拉电阻，如果产生峰值电压后，TVS管可以瞬间层通，从而保证485芯片的电压处于正常的范围内。
2.IC卡接口电路的防静电设计
用户的购电、数据抄读、表计功能测试等相关操作都是借助于IC与IC卡接口来实现的。IC卡的插卡动作容易产生静电。静电会从IC卡接口电路进入，从而对IC卡金属卡片产生影响。针对这种情况，可以并入RT1、RT2、RT3、RT4、热敏电阻。当峰值电压产生时，热敏电阻的阻抗就会迅速增大，同时，稳压二极管则会第一时间被导通，发挥汇放作用，从而使内部的器件免于被冲击与损毁。除此之外，在CARD-CLK和CARD-SW线路中，可以分别串入电阻，也可以有效地降低静电的干扰作用。
3.继电器驱动电路的防静电设计
电力公司为了对用户的用电进行控制，就会在智能电表里内置开关，将继电器安装其中。电力公司从后台管理系统发现用户存在违规用电行为时，可以向电能表发送指令，调整继电器的状态。继电器的驱动信号输出口与继电器内部相连。如果继电器产生断开或闭合动作时，就会产生干扰信号，严重的情况下还可能会产生峰值电压，从而导致智能表内部受到静电干扰，驱动器容易被损坏。针对这种情况，可以将TVS管并入于继电器驱动信号的输出口。如果继电器动作产生了峰值电压，TVS管可以发挥泄放作用，将开关二级管的电压控制于安全区间，将峰值电压的不利影响降到最低。
4.数据存储电路的防静电设计
智能电表需要数据存储，其数据主要存储于内卡芯片中，并且数据会在液晶显示屏上显示。电量信息和事件记录则会被传送到电力管理部门，使其作为收缴电费的主要依据。智能电表如果受到静电干扰后，事件记录就就会出现异常。针对这种情况，可以通过并入稳压二级管、贴片电容的方式，来有效的泄放过多的静电电荷，从而实现对SDA、SCL、WP的保护。还可以从降低高频噪声入手，将10pf并联于每个I/O口处，这样就可以提高数据存储的安全性、稳定性了。试验证明，采用上述电路设计方法，可以有效的屏蔽静电的尖峰电压，高压静电对芯片的冲击性也大大缓解，保护了芯片的使用安全。
结语
防静电设计是电路设计的重要内容。防静电设计可以有效的避免静电对电子元器件造成的损害。随着智能电表在电力行业中的推广应用，防静电设计的可靠性会对智能电表的使用寿命、使用安全产生较为重要的影响。因此，应该积极地将防静电技术运用于智能电表的电路设计中，削除静电对其产生的危害。
参考文献
[1]徐平凡，肖文勋，徐鸣利，王文彬.网络型防静电手腕带监测仪与集中监控系统[J].电子技术与软件工程，2020(11)：119-121.
[2]高志良，宋博，王若珏，何积浩，路子威.防静电工作区内人体静电电位在线监测技术研究[J].宇航计测技术，2017，37(03)：31-35.
[3]毕监勃.电路设计与制造过程中的静电防护[J].自动化与仪器仪表，2014(01)：139-141+146.
[4]成钢，王雪松.空间电子产品的静电防护设计[J].中国个体防护装备，2013(04)：54-56.
作者简介：徐琴(1988/01)，女，汉，安徽安庆人，成都凯天电子股份有限公司硬件工程师，本科，研究方向：航空电子电路设计。
作者：徐琴
摘要：桥梁工程是保障民生国计的基础项目，是促进交通运输业经济发展的重要枢纽。钢结构作为桥梁工程的主要建材，其刚度及强度指标能很好的满足桥梁工程的运营需求，但在长时间使用过程中，钢材极易被腐蚀，进而会降低其强度、影响桥梁工程的质量。所以，加强桥梁工程喷涂防腐技术的有效应用十分重要，结合桥梁工程所处地区的环境变化、实际情况等采取有效的防腐技术对其进行处理，避免钢结构发生腐蚀问题。文章针对桥梁工程中喷涂防腐技术的具体应用进行了分析、探讨，以供参考。
关键词：桥梁工程;喷涂防腐技术;应用分析
前言：
由于钢结构是桥梁工程中主要应用的施工建材，所以要提高钢结构的质量标准，但钢结构在使用过程中很容易因湿度及温度变化的影响被腐蚀，进而威胁到桥梁工程的安全性。所以，在桥梁工程施工、维护过程中，必须做好喷涂防腐处理工作，采取科学有效的防腐技术对其进行防腐喷涂，强化钢结构的性能指标，切实保障桥梁工程的运行质量。
一、造成桥梁工程钢结构腐蚀的主要因素
(一)大气腐蚀
众所周知，空气当中含有水和氧气，在相对湿度达到100%的空气中，大气中的水汽便会附着于金属表面形成水膜;即使在相对湿度达不到100%的环境中，也会因为毛细管凝聚作用及吸附凝聚等作用，在金属表面凝聚成肉眼不可见的水膜。在水膜长期覆盖过程中，其能分解空气中的氧、盐分及其他不良气体等，进而形成腐蚀物质并附着在金属表面，使其处于化学腐蚀条件中，加之金属的易腐性，便加快了桥梁工程金属的腐蚀速度，加剧了腐蚀程度。
(二)水质腐蚀
桥梁工程是江河湖海与道路工程连接的重要枢纽，其桥墩结构等常年处于水质环境中，一旦桥墩等结构出现破损，那么钢结构便极易被锈蚀。通常水质可分为淡水及海水两种。一般规模的桥梁工程多处于江河湖泊之上，其淡水含盐量相对较少，腐蚀性弱，在淡水水质中如若发生腐蚀现象一般称之为氧去极化腐蚀或吸氧腐蚀。然而，随着重工业的快速发展，工业排放物对淡水水质污染较为严重，存在于淡水中的Cl-、so4、no3等物质都会加剧钢结构的腐蚀程度[1]。相较于淡水水质而言，海水腐蚀性更强，其含有多种盐类电解质溶液，PH值在8左右，并且含有一定量的氧气，当桥梁工程下部结构长期处于海水环境中时，除了遭受大气腐蚀，还会受到海水水质的影响发生双重腐蚀现象，这不仅降低了桥梁工程的性能指标，还威胁到了桥梁工程的安全性，严重影响了桥梁工程的稳定性。另外，桥梁工程的支撑梁深埋于土壤中，土壤成分中含有部分具有腐蚀性的微生物，也会对桥梁结构造成腐蚀破坏。
二、桥梁工程喷涂防腐技术的应用分析
(一)做好施工前的准备工作
在正式操作前，施工人員需要做好施工前的准备工作，明确桥梁工程的实际规模及防腐要求，保证防腐材料的质量，避免材料质量不合格发生返工现象。当防腐材料达到施工现场后，施工人员及现场质量监管人员要仔细查验防腐材料的合格率，针对材料性能、规格等进行全面检测，确保防腐材料的质量符合设计要求。通常，防腐材料包括了底漆、面漆和稀料等，而桥梁工程的防腐底漆有钼铬红环氧酯防锈漆及红丹油性防锈漆等;常见的面漆有各色醇酸磁漆和各色醇酸调合漆等。现场质量监管人员要参考相关规定严格检查各类防腐材料，确保其能满足建筑工程的防腐要求。
除了检测防腐材料的性能指标外，施工人员也要提前准备好防腐技术的应用设备，保证主要机具的使用指标，保证各类机具都在最佳的使用状态。在开展防腐操作时，主要会用到：喷砂枪、气泵、回收装置、喷漆枪、胶管及铲刀和手砂轮等，在正式操作前，施工人员应逐一检查所用机具、设备的运行状态，由此提高防腐技术的操作效率。此外，还要做好安全防护措施，避免发生安全事故，如若在操作过程中突遇天气变化则应该立即停止操作，以防影响防腐效果。
(二)除锈的操作工艺
1.清理基面
在桥梁工程施工中实施防腐技术前，施工人员应保证钢结构的施工质量，确保其已经验收合格后才可开展具体作业，并且应先将喷涂部位的铁锈、焊接飞溅物及尘土等污染杂物清除干净，避免杂物附着于喷涂位置影响防腐效果。在完成清理工作后，施工人员需要依照防腐技术的工艺流程选择合适的除锈、防腐工艺实施操作，提高防腐技术的适应性及有效性。
2.喷砂除锈
施工人员可结合操作环境及桥梁工程的腐蚀状况选择合适的除锈工艺，彻底将铁锈清除干净，为实施防腐技术奠定良好基础。其可选用喷砂除锈工艺(如图1)，通过喷砂机压缩空气产生的压力，然后不断用铁砂或石英砂冲击钢结构表面，达到除去钢材表面铁锈得目的[2]。此方法是当前效率较高的除锈技术，也是应用较为广泛的先进工艺。此外，还有酸洗除锈及人工除锈等工艺，但其都存在一定的弊端，因此应用范围并不广泛。
(三)防腐技术的操作工艺
1.喷锌检测
喷涂防腐材料前，施工现场的质检人员应对桥梁工程钢结构锌涂层的厚度及粘结力进行质量检测，以便确定其是否能满足量化的常规指标。在对锌涂层厚度进行检测时，质检人员可利用单杆扁平探头的测厚仪进行磁性测量，这类仪器属于先进设备，其携带方便、操作简单且计量精准，可在保证检测结果准确性的同时有效提高检测效率，有利于质检人员加快检测进度。对于锌涂层的测量位置及次数而言，质检人员可参考规范中的相关内容进行随机抽检，但平均每平方米应在1点以上，其厚度测量值应控制在160以内。
2.涂刷底漆
喷涂底漆是正式实施防腐技术的基础，底漆环节的操作质量能有效提高桥梁外部结构的强度性能，增强其防护作用。施工人员在开展施工操作时，需要根据相关规定科学、合理的调合底漆，严格控制油漆粘度、稠度及稀度，保证底漆配合比的准确性，以防调配不均匀降低底漆的防护功能;在调配过程中要充分搅拌油漆，确保油漆粘度、光泽等均匀、标准，也可参考《涂料通用涂装技术》实施具体操作。而常见的防腐底漆有环氧封闭漆及环氧云铁中间漆等，在充分调合后，施工人员方可开始第一层底漆的涂刷工作，在操作过程中要依照少量多次、勤沾短刷的原则实施作业，以免油漆太多影响涂刷的平整性。在第一层完全表干后，才可涂刷第二遍，同时要保证两遍的涂刷方向一致，提高漆膜厚度的均匀性。在底漆涂刷工作完成后，施工人员需要等4～8h确定其表面干透才可继续下一施工操作。
3.喷涂面漆
喷涂面漆的操作需要在桥梁工程钢构件组装结束后进行，在喷涂面漆前，施工人员需要将钢结构表面的污物清理干净，保证面漆喷涂的贴合度。在调制面漆时，施工人员可选用丙烯酸聚氨酯面漆配合使用环氧面漆或其他油漆进行调配，并保证面漆调制的准确性，以防其粘度、稠度达不到桥梁工程的防腐要求。在操作过程中，可利用喷漆枪开展面漆的施工作业，在喷涂前需要依照喷涂范围合理调整喷嘴口径、喷涂压力等，同时应将喷枪胶管调整至操作区域，为了保证面漆喷涂均匀、提高喷涂质量，空气压缩机的气压则需要控制在0.4～0.7N/mm2。
在实际操作过程中，施工人员要注意喷嘴与涂层的距离，一般两者的距离应维持在100mm左右，且喷枪应和钢结构基面保持垂直状态;为了保证面漆喷涂均匀，施工人员应平行、缓慢的移动喷嘴，以防涂层厚度不一致。防腐面漆不仅能提高桥梁工程表面的光泽度，还能很好的适应不同环境，针对处于环境恶劣的桥梁工程而言也非常适用，能大幅度增强其防腐性能，有效隔绝空气中各种酸性物质，减少桥梁工程的腐蚀现象，延长桥梁工程的使用寿命。
(四)落实涂层验收工作
完成涂层喷涂工作后，施工现场的质检人员需要对其涂装的施工质量进行检查、验收，同时也需要注意涂装工件的防护工作，避免杂物掉落在涂层表面影响防腐性能。在验收过程中，为了提高验收质量，质检人员可依照规范中的相关规定对涂层进行详细检测，加强检验环节的严谨性，切实将质量检测工作落实到位。
另外，质检人员要仔细观察涂层颜色、光泽度及平整性，确保其颜色一致、色泽明亮、表面光滑且没有裂纹，严格控制验收工作的全面性，防止后续防腐涂层脱落降低桥梁工程的防腐性能。为了保证防腐涂层的施工质量，保障防腐效果，质检人员可使用触点式漆膜测厚仪对涂装漆膜的厚度进行检验、测定，确保其能满足桥梁工程的防腐要求，而漆膜测厚仪的厚度一般在3点，并采取十点法對基准面为1dm2的涂装结构进行测量，其平均值应在300以上。
(五)加强成品保护措施
当确定涂层喷涂质量符合相关标准后，施工人员还需要加强成品的保护措施，保证桥梁工程的安全性。对已经涂装好的钢构件可增设临时围栏，避免进行其他施工操作时踩踏钢材、以免破坏涂层的完整性;如若在钢构件喷涂完成后4h之内突发强风、暴雨等天气变化时，施工人员要及时采取防护工作，可利用塑料薄膜对其进行覆盖，以防空气中的水分或尘土粘落到涂层表面，影响涂层的附着力。此外，在运输喷涂好的钢构件时，运输人员应在车厢内铺设保护垫等防护用品，避免钢构件在运输过程中发生碰撞等问题，以防损坏涂层。
三、结束语：
在社会经济快速发展的背景下，桥梁工程的施工项目逐渐增多，为了提高桥梁工程的安全性、增强钢结构的各项性能，还需充分认识到喷涂防腐技术对桥梁工程的积极作用。相关人员要全面了解桥梁工程的建设规模及实际情况，采取科学有效的防腐技术对桥梁工程的钢结构进行喷涂操作。在实际工作过程中，其要确保钢结构表面除锈工作、漆膜厚度及喷涂工艺等操作的规范性，严格把控各环节的操作质量，借助防腐涂料将钢结构与外界环境相隔离，进而达到防腐目的。通过全面且高效的防腐技术，才能有效提高桥梁工程钢结构的性能指标，加强桥梁工程的施工质量，延长其使用寿命，切实体现出喷涂防腐技术的价值，为桥梁工程稳定运营提供可靠保障。
参考文献
[1]刘学葵.喷涂防腐技术在桥梁工程中的应用[J].全面腐蚀控制，2021，35(11)：66-67.
[2]梁兆鑫.桥梁钢结构长效防腐技术和施工问题的防治策略[J].全面腐蚀控制，2021，35(02)：110-111.
作者：刘耀娟
摘 要：沉积静电放电产生的高频电磁辐射会对机载电子设备尤其是高频通信系统设备产生干扰。在沉积静电环境下的机载高频通信系统科目试飞在国内民机试飞领域尚属首例，也无相关经验方法可以参考。本文通过研究咨询通告AC25-7推荐的试飞气象条件（高卷云、干燥的雪、沙尘暴），详细叙述了高频沉积静电试飞科目的背景和沉积静电的原理，介绍了高卷云气象的定义、产生和类型，结合了机载气象雷达的显示条件和地面气象台站预报的天气情况，以我国民机试飞现有条件和实际情况为出发点，摸索总结出一套符合要求而又切实可行的试飞方法，为未来民机试飞实践提供具体指导。
关键词： HF，高频，沉积静电，放电，（高）卷云，气象雷达，气象台站，试飞
1概述
民机高频通信系统沉积静电科目试飞，在波音和空客的成熟机型上，均是按照咨询通告AC25-7中建议进行的。本文结合AC25-7的气象条件要求和国内民机试飞的具体情况，研究符合国内民机试飞实际的试飞方法。
2高频沉积静电试飞科目背景
咨询通告AC25-7《运输类飞机合格审定飞行试验指南》中规定：第六章设备第一节总则170.功能和安装-25.1301条款b.程序-通信（2）HF系统（ii）应考虑沉积静电的影响。这种类型的静电通常是在高卷云、干燥的雪、沙尘暴区域中出现。
高频通信系统沉积静电科目的另外两种气象：干燥的雪、沙尘暴气象，相对来说更为罕见，因此建议使用（高）卷云作为高频通信系统沉积静电科目的气象条件。
3高频沉积静电的原理
沉积静电是指飞机因与云中质点（水滴、雪、霰、冰雹）或尘埃等大气微粒碰撞而沉积于飞机表面的静电。其充电电流，决定于质点浓度、质点带电量、飞机速度和有效撞击面积沉积的静电最多，飞经高卷云、干燥的雪、沙尘暴时沉积的静电最多。
当飞机表面曲率半径较小的尖端突出部位及边缘达到空气击穿电压，就会发生电鳗式放电或电火花、打闪和响亮的爆炸。因空气绝缘强度随高度减小，在较高高度上空气击穿电压值减小，可在较低电压下产生电晕。
沉积静电所产生的放电产生高频电磁辐射，对机载电子设备产生干扰，严重时可使高频通信联络中断。
4卷云气象基本信息
4.1简介
图1 卷云
卷云，分离散开处呈白色细丝状，或白色（或主要是白色）碎片状或窄条状的一种基本云型。
卷云是高云的一种，是对流层中最高的云，平均高度超过6000公尺。所以清晨当太阳还没有升到地平线上或傍晚太阳已下山后，光线都会照到这种孤悬高空而无云影的卷云上，经过散射后，显现出漂亮的红色或橘红色的霞象，在夏日的晴空中十分常见。
4.2产生
卷云产生的高度很高，属于高云族，云底高度为4500～10000m，有时也可高达17000m或低至20000m以下。在这样的高度上，空气温度很低且水汽很少，云由细小且稀疏的冰晶组成，故比较薄而透光性较好，洁白而亮泽，常具丝缕结构。卷云因为云层太高，即使生成小水滴，下降过程中很容易蒸发，不会抵达地面，故在地面上不会感到下雨，象征一整天都会是晴朗的好天气。
4.3类型
根据外形结构特征，卷云可分为毛卷云、密卷云、钩卷云、伪卷云四类。
图2 云的分类
卷云属于高云的一种，云的分类中并未对高卷云做出定义。由此可推断，所谓高卷云，不过是对卷云属于高云族属性的描述。高卷云也就是卷云，两者并无差异。而且广义的卷云更是卷云、卷层云、卷积云的总称，也就是高云。
5机载气象雷达
机载气象雷达可提供降雨和地图显示，但并不能显示云（包括卷云等）的气象信息，机上也无其他设备可以提供实时的有关云的气象信息。以机载RTA-4118气象雷达系统为例，其主要为机组人员提供陀螺稳定的四色（绿、黄、红和洋红）降雨显示。四色用来表示递增的降雨量，洋红色表示每小时增量为2英寸或更大。气象雷达系统提供路径衰减补偿（PAC）告警，指示未知降雨量区域，并能抑制地面杂波。气象雷达系统还可提供飞机前方的地图显示。由于机载设备不能直接提供云的信息，试飞气象条件应该提前由地面气象台站实时获得。
6地面气象台站
一般试飞气象站预报天气的几大因素为：云（云量、云状、云高）、能见度、天气现象（风、雨、雪、雾、霾等等），其他非常规预测包括气温、场温、场压（视具体情况而定）。除了每天的总体气象情况预报，还有每个小时的预测表以便观察时刻发生的气象变化。
对于云的预报格式通常为云量+云状+云高，一个典型的云的气象预报的例子为：6-9个量的卷云5-7千米。一般云量小于5个单位的晴朗天气会预报为碧空。云量大于等于6的云一般足够试飞使用，覆盖范围往往绵延几百公里。云状是指云的种类，比如说高层云、高积云、卷云等等。预报云高是基于云底高度，通常在预报卷层云和卷积云的时候，其上方也都会伴有卷云，且高云所属的各个云种（卷云、卷层云、卷积云）可以互相转化，这也是为什么每个小时都需要详细的气象预报。
统计结果表明，卷云通常在晴朗的好天气出现，而且在夏季和秋季并不少见。预报的卷层云和卷积云的天气约占所有对于云的预报的气象条件的50%左右。因此，（高）卷云的气象条件严格意义上不算是特殊气象，对于试飞沉积静电科目非常有利。
7试飞方法综述
由于气象条件处于实时的动态变化当中，需要将高频沉积静电试飞科目作为常备科目，挂在试飞任务单上以便依据天气情况决定是否试飞。综合各方面的因素考虑，建议的试飞气象：预测为大于等于6个量的卷云（或者卷云高积云），高度大于4500m。具体操作为：飞行过程中，飞行员目击云层后，驾驶飞机穿越摩擦云层，依据预先给定的频点和工作模式进行高频通信，验证通话是否正常清晰，是否对其他电子设备无干扰。
参考文献
[1] 百度百科卷云、沉积静电词条.
[2] 张燕光.中国民航出版社.航空气象学，2014.06.01，
[3] 张培昌，杜秉玉，戴铁丕.雷达气象学，气象出版社，2001.1，
[4] 王天顺，刘树斌，吕朝晖.飞机设计.飞机静电环境特性研究，2008年06期.
作者：郭丞
二)手机静电放电(ESD)整改措施
目前在手机的静电靠扰测试(ESD)中经常出现问题的地方有如下九处： 1：Receiver 2：麦克风MIC 3：键盘 4：喇叭Speaker 5：金属饰件 6：电池后盖 7：侧键及USB口 8：显示屏
9：中间缝隙，滑盖缝隙等
在对手机ESD出现问题的整改过程中，大致可采用以下两种办法： 1.导:就是用导电胶带导电泡棉或者铜箔，将静电引入GND。 2.堵:就是用类似绝缘胶带，堵住放电的路径，让静电放不出来。 下面用两个实际例子来说明以上这两种方法的应用。 实例一：LCD屏幕。采用导的方法。
屏幕是最容易出问题的地方之一。屏幕上可以使用导的方法，把打在屏幕上的静电及时的疏导到主板地上。在处理的时候，有些地方要注意贴上绝缘胶带防止短路(如图1)。然后用铜箔包住屏的三个边，下压的时候正好接到主板地上(如图2)。正面屏边上不能露出太多的铜箔，不然装机后铜箔会露在外面(如图3)。
实例二：Keyboard键盘。用堵的方法。
键盘也是最容易出现问题的地方之一。特别是金属按键的键盘，基本上都需要处理。 如图4，中间按键+/-8K静电不过。打开手机，用绝缘胶带把整个键盘都包裹住，而且要用一整块的胶带，不能一小块的拼凑起来(如图5)。
最后把键盘的FPC线也用绝缘胶带包裹起来，FPC线静电也很容易打坏。
以上两种方法，不管是导或者堵的方法都能达到通过ESD测试的目的。用哪种方法可视具体的情况而定。笔者倒是习惯用导的方法，与其堵而抑之,不如疏而导之。
我厂对现有车间的现场实地勘测，再结合喷涂工艺流程及工艺流水线，其排风管道出口都在屋顶上，共有2组管道需要进行统一治理。
综上所述，我厂的初步方案为：以节能减排为宗旨，采用传统工艺有机废气经由屋顶管道先进入水帘漆雾净化器，在进入有机废气净化设备，净化后的空气有组织的排入第二道水循环净化房，将漆雾/粉尘捕集下来，最后经烟筒排出。
此更改方案经我国南方多家家具企业实践经验及环保部门的现场监测，净化率达到90%以上大气污染物综合排放标准。
天津市北辰区远见家具厂
2014-8-28
