除尘除静电清洗的高效方法

黄廷恩+魏邦吉

摘要：本文针对目前工厂设备在除尘清洗时采用传统清洗方式所遇到的清洗效果不佳，清洗后易再次积灰的现象进行研究，提出设备表面带有静电才是影响清洗效果的根本原因，并据此提出了将除尘与除静电结合的高效带电清洗方法。

关键词：除尘；除静电；带电清洗

0.前言

静电，即处于静止状态的电荷。它与流动状态的电荷即电流相对。静电可以说在日常生活中无处不在。静电不局限于固相、液相或者气相，也不局限于绝缘体、半导体或导体。由于不同物体原子对外层电子的束缚能力不同，因此电荷会自然地进行能量转移。到目前为止，还并没有有效地方法可以做到根除静电。

1静电引起的危害

静电引起的危害主要可以分为以下三类：对人体的影响、对电子设备元器件的影响、易造成易燃易爆物品的燃烧爆炸等[1]。

1.1静电对人体的影响

生活中人们经常会遇到静电现象，比如人与人握手时刚一接触就会产生针刺感；在干燥的冬天脱外套时会听到噼啪的声响等，这都是静电的缘故。这是因为平时我们与衣物的摩擦会产生静电并聚集在身体表面，一旦与别人接触就会产生放电现象。

1.2静电对电子设备元器件的影响

静电对电子设备如集成电路主要产生的影响在于静电对灰尘的吸附和放电时产生电磁脉冲[2]这两者对元器件的破坏。

1.2.1对灰尘的吸附

在元器件表面对产生静电荷的积累，达到一定程度时便會与空气中带有相反电荷的浮游灰尘产生吸附作用，将灰尘吸引到设备表面，久而久之便会形成积灰，从而影响元器件如集成电路板、半导体材料的工作环境及工作质量。

1.2.2电磁脉冲

静电放电时瞬间具有电压高电流大的特点，在极短时间内形成电磁脉冲信号。从而影响电路信号传输和器件的使用寿命

1.3静电易造成易燃易爆物品的燃烧爆炸

静电荷聚集极易产生放电现象从而产生瞬时高电流，易引发周围易燃易爆物品的燃烧爆炸现象，带来危害。

2.传统除尘清洗技术分析

传统除静电技术对静电的防护和清除技术都不够完善。在工业生产中，很多工厂的防护措施有限，如佩戴防护腕带、对仪器设置良好的接地系统等等，这固然可以在一定程度上减轻静电的危害，但并不能从根本上去除静电，工厂也并没有意识到清除静电的重要性。

目前的传统除尘清洗技术效果并不理想，针对机械装置、电子仪器等为了去除设备表面的积灰，大都采用清水或者酒精溶剂进行清洗，对于一些电子线路密集处或者设备装置的死角，只能采用人工处理的方式，用毛刷蘸取酒精溶剂进行清洗，这种人工操作费时费力，不仅效率低，精度也无法得到保证。稍有不慎就有可能对线路产生破坏作用。并且实际结果表明这种操作方式所能维持的周期较短，即清洗后不久便会再次产生积灰等杂质。

上述的现象并不是无法解决的难题，只是因为我们在制作时忽略了灰尘背后的“元凶”——静电。利用传统的除尘清洗方式固然可以暂时地清洗表面积灰，却并不能根除设备表面聚集的静电荷，只要静电荷还在，就仍然会吸附空气中带有相反电荷的浮尘，在此影响设备的正常运行。

3.高效除尘清洗的方法

3.1清洗思路

基于此类现状，我们提出一种高效除尘清洗的方法：即将除尘清洗与除静电技术相结合，做到标本兼治。从而保证设备清洗后可以在相当一段时间内保证不受积灰影响从而达到正常运行的目的。

3.2工作原理

我们针对此现象提出了具体思路：分为除杂质、除静电和清洗三部分。

3.2.1除杂质

设备表面由于长时间积灰，灰尘包含的杂质长时间在空气中与设备表面接触必然会发生氧化反应，产生氧化物、碳化物等，形成表面积垢现象。因此应先对这些体积较大的杂质进行清除。

3.2.2除静电

在除去设备表面的大型杂质后，元器件依然存在油污和小型杂质的吸附现象。这些杂质难以去除的主要原因就是受静电引力的吸附，因此需要先去除静电。可以采用除静电装置与气流发生装置结合如离子枪搭配气瓶等，在气瓶高压的驱动下，气流会在枪身管道内迅速流动并通过离子枪的尖端，尖端会因高压作用而产生放电现象，击穿从中流动的空气从而使空气带电，形成高速的带电气流，气流内既包含正电荷，也包含负电荷，可以保证对设备表面聚集的静电荷进行中和处理。

气流带电后将与设备表面的电荷进行中和，由于气流在空气中具有扩散现象，可以达到与带电的设备表面充分结合的目的，持续的带电气流会快速中和带电表面使之重新恢复中性。从而大幅减小了油污、灰尘等对设备表面因电荷力而产生的吸附作用。且杂质在高速气流的驱动下也会有一部分会脱落。降低后续清洗难度。

3.2.3清洗

在完成上述操作后，设备已经由原来的带有静电并吸附油污、氧化物等杂质的状态变为中性状态。这时便可以根据设备的具体工作环境所可能产生的油污、杂质等采用相应的有机溶剂清洗剂进行针对性清洗，由于有机溶剂具有挥发性好，溶解能力强的优点，因此可以快速彻底地进行清洗。针对一些电子器件，也可以进行带电操作。

4.结语

此方法与传统的除尘清洗方式有根本性的区别，通过对灰尘产生的本质即静电现象进行针对性处理。可以保证一次清洗后长期不需要再次清洗，为工厂节省大量清洗成本，也保证了这些设备正常运行的高效性。此方法具有很好的预期前景，值得推广并投入到具体生产中。

参考文献：

[1]李贵洪.浅析静电的产生、危害及其防御办法[J].科技创新导报， 2010（9）：213-214.

[2]梁永红.简谈静电对电子产品的影响及防护[J].电子质量，1996（12）：14-14.

作者简介：

黄廷恩（1997-），男，黑龙江省牡丹江市，能源动力与机械工程学院.

魏邦吉（1996-），男，辽宁省沈阳市苏家屯区，能源动力与机械工程学院.endprint