追踪静电的起源
两种不同纤维材料之间的接触和摩擦过程中,表面会发生电荷转移。 当两个物体分开时,表面仍然积累着等量但符号不同的电荷,这就是接触/摩擦起电。
这是一个表面的解释。 这种解释只是说明了摩擦是带电的一种手段,但并没有说明摩擦在其中的作用摩擦起电的原因,也没有明确说明电子转移的原因。
1、接触电:
这是比较主流的观点。 摩擦电的本质在于接触电。 由于两种摩擦材料的原子核对电子的结合力不同,接触面上的电子会同时受到两侧原子核吸引力的影响。 当两种物质分离时,结合力较大的物质会从吸引力较小的物质那里获得电子并带负电,而结合力较小的物质会因失去电子而带正电。 摩擦的作用是将接触面上的凸出部分压平,以增加两个摩擦物体之间的接触面积。
2、热电:
摩擦使接触表面的温度升高,从而产生热能。 热能导致电子的动能增加,这使得电子很容易在两个物体相互接触的地方转移。 由于两种摩擦材料的原子核对电子的结合力不同,因此原子核对电子的结合能力较弱。 摩擦物体会失去一些电子,带正电,而原子核结合电子能力强的摩擦物体,会失去一些电子,带负电。
3、压电:
纤维也是一种压电材料,具有一定的压电效应。 在机械力的作用下,晶体发生变形,引起晶体介质极化,使正负电荷中心不再重叠,从而使晶体表面带电。 特别是聚酯、腈纶、尼龙等合成高分子纤维具有较多的结晶结构。 此外,它们的导电性较差,更容易积聚电荷。 因此,一般情况下,合成纤维比天然纤维更容易产生静电。
4、分子碎裂发电:
由于摩擦力不足以使原子的外层电子脱离轨道,因此摩擦只能破坏物质的分子。 一个破碎的分子碎片将带正电,另一个带负电,较小的分子碎片将移向另一个物体。 跑起来,这些跑动的分子碎片的电荷就会导致那里带电。 例如,氢氧键不是均匀断裂的,而是在氢牺牲并将其所有电子给氧后断裂的。 。 同样,污染物在物质表面形成电偶层摩擦起电的原因,电偶层通过摩擦而脱离并产生电力。