固体之间存在着多种起电方式,其中最主要的是固体之间的接触起电。这种起电方式在任何两种不同的固体发生紧密接触再分离时就会分别带电的现象。即两种固体物质接触面间的距离小于或等于2.5nm。
接触起电的其中一种是摩擦起电,还包括断裂起电、剥离起电、热电起电和压电起电。
紧密接触、形成偶电层、电荷分离而带电这一过程适用于任何固体材料的接触起电,但对于介质来说,偶电层的形成特别是功函数的概念都要比金属复杂得多。因为金属之间的接触起电是基于金属内有大量自由电子,当两种金属紧密接触时,由于它们功函数的不同而发生电子的转移形成偶电层。但对于高分子介质来说,内部很少有可供单独转移的电子,那么其偶电层是如何形成的?表面能级模型的基本思想认为:由于高分子固体介质化学成分的不纯、氧化及吸附分子等引起的表面缺陷因素,使固体介质表面层的性质与其内部有很大的不同,很像一片薄的金属片,并因此具有等效的功函数。
典型的功函数 | ||
序号 | 名称 | 功函数/eV |
1 | 聚酰胺66(PA) | 4.08 |
2 | ●锰(Mn) | 4.10 |
3 | 聚苯乙烯(PS) | 4.22 |
4 | ●铅(Pb) | 4.25 |
5 | 聚乙烯(PE) | 4.25 |
6 | ●银(Ag) | 4.26 |
7 | 聚碳酸酯(PC) | 4.26 |
8 | 聚四氟乙烯(PTFE) | 4.26 |
9 | ●铝(Al) | 4.28 |
10 | ●钛(Ti) | 4.33 |
11 | ●锌(Zn) | 4.33 |
12 | 聚亚胺 | 4.36 |
13 | ●锡(Sn) | 4.42 |
14 | ●汞(Hg) | 4.49 |
15 | ●铁(Fe) | 4.50 |
16 | ●铜(Cu) | 4.65 |
17 | 聚氯乙烯(PVC) | 4.85 |
18 | 聚酯(涤纶) | 4.86 |
19 | 二氧化硅(SiO₂) | 5.00 |
20 | ●金(Au) | 5.10 |
21 | ●铂(Rt) | 5.65 |
在材料的静电系列中,总是位于前面的材料带正电,后面的带负电,且两种材料在系列中相距越远,则接触电量越大。
近年来国外标准和资料公布的一个静电系列为:人手、玻璃、云母、人发、聚酰胺、羊毛、丝绸、铝、纸张、棉、钢、木材、硬橡胶、铜、银、金、硫磺、聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、硅、聚四氟乙烯。
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