带静电过滤器与驻极体

成 了 驻极 体 如 图
,
。
电极 上 接 一
名二一 一 心
,
的 电压 加 压 后通 过 栅 网 的
,
,
负 离 子 即 被 推 向样 品 表 面 有 的 深 人 表 层 被 陷 阱捕 获 从 而 使 样 品 成 为 驻 极 体
表 面 电荷 分 布
。 。
这种方法 的
优点 是 能 有 效 地控 制 样 品 电 荷 埋 藏深 度 及样 品
实 验室 的
洽 作制成 了第 一 只 聚 合 物 薄
年 日本
, 、
的负 电荷 能 长 时 间 保 持 使过 滤 器 对 带 电 和 不 带
电的 粒 子 都 有 较 高 的 效 率 而 阻力 无 明 显 变 化
叻能
, ,
,
膜 驻 极 体 话筒 并 获 专利
司 开 始进 行 批 量 生 产
。
知
公
,
。
随后 各 种 有 机 无 机 、
, ,
电 荷 主 要 是 被 介质 表 面 或 内 部 的 各 种 陷 阱 捕获
的 带 电 粒 子 如 电 子 离子 等
, ,
称 为 驻 极 体 的捕
获 电荷 捕 获 电 荷 有 三 个 来 源 一 是 电 荷 从 介 质
外 面 经 施 加 的 电 场 推 斥 沉 积 到 介质 表 面 或 注 人 到 介 质 表 层 一 定 深 度 被 那 里 的 陷阱捕获 二 是 介 质 内部 的杂 质 离 子在极 化 电场 的作 用下
, , 。
静 电滤 尘 效应
纤维 过 滤 的机 理 就是 使 尘 粒 与纤 维 碰 撞
而 将 它 从 气 流 中 分 离 出 来 尘 粒 与纤 维 碰 撞 的
,
,
如果 进 一 步 由 电 晕
,
放 电 使 尘 粒 也 带 电荷 此 时 的 捕 集 效率 就 更 为
可观
。
,
但是让 尘 粒 荷 电 需要 特 定 的 设 备 由 于
口 势 肠
,
了 提 高过 滤 效 率 进 行 了 各 种 滤料 的 开 发 实 验
如
,
用巴
在实 验 中发 现 给 一 个羊 毛 过 滤 垫 撒 上 松
,
西 棕 桐 蜡制 成 了 人 工 驻极 体
,
二 战 时 期 日本
香粉 末后 效 率 有 了 很 大 的 提 高
。
现在已经 确 松香 粉末 的
,
军 界 首 次 将 驻极 体传 感 器 用 于 战地 电话 和舰船
热极
效 地 控 制 样 品 电 荷 埋藏 深 度 及样 品 表 面 电位 和 横 向 分 布 并 能保 证 电荷 面 密 度 的 均匀 性
化装 置 如 图
, ,
所示 先将 样 品升 温 到 预 先 选 定
, , ,
,
的极 化 温 度 再 加 上 极 化 电 压 保 持 一 定 时 间
后 冷却 至 室 温 移 去 极 化 电 压 样 品 就 已 成 为 驻极 体
, ,
电极 和 一 平 板 电 极 构 成 的 系 统 并 在 针
, ,
,
一
板之
。
束 缚 电 荷 通 过 一 定 的 手 段 如 升 温 极 化后 降
温 将 这 种 有 序 取 向 冻 结 再 撤 去 外 加 电 场就 形
,
,
间加 一 平 面 金 属 栅 网 以 改 善 电 荷 的 均 匀 性
,
极 化 时 将 样 品 安放 在 接地 的 平板 电 极 上 针状
通风除尘
・
专
论
・
带静 电 过 滤 器 与 驻 极 体
魏 学孟
哈 尔 滨 建筑 大 学
,
叶
海
。
同济 大 学
摘 要 』 由 于 空 调 节 能 的 需 要 开 发 低 阻 高 效 的 空 气 过 滤 器得 到 了 各 国 的 普 遮 重 视
驻极 体过 滤 器 具 有低 阻 高 效 的特 点 随 着生 产技 术 的 进 步 驻 极 体 化
。
驻 极 体 根 据 所 带 的 电荷 性 质 不 同 可 分 为静
。
静 电 型 驻 极 体中 的
,
带 电过 滤 器 在 使 用 过 程 中有 一个 所 带 静 电
能 否 持 久 存 在 的 问 题 如 用 某 些 塑 料纤 维 制 造
的 过 滤 器 带 有 足 够 的 电荷 对 烟 雾 和 灰 尘 有很
出 带 电 特 性 这 种 电 荷是 被 束 缚 在 所 属 的 分子
, ,
引 人 了 电介 质 概 念
,
,
提 出 了材 料 内 可 能 存 在 着 静 电 场 揭 开 了 驻 极 体研 究 的序 幕
到 年
,
讨 记
进 一步 建
通风除 尘 之 内 不 能脱 离 分 子 转 移 到其他 部位 故 被称 为
,
。
之 下 滤 料 带 电 过 滤器 的 应 用 却 引人 关 注 表
尘 粒 及 纤维 都 有 可 能 因某 种 原 因 而 带 上 静 电 这种 静 电对 捕 尘 效 率 有 很 大 影 响
,
带 电过滤 器 中的静 电力
静 电状态
尘 粒 纤维都 带 电
。
通 常气
,
静电 力 库仑 力 镜像力 感 应力 感 应极 化 力
、
,
。
,
有 外 部 电场
尘 粒 不 带电 尘 粒带电
常 自然 产 生 的 电 荷 强 度 很 弱 而 且 使用 中 由 于
,
微 粒 的导 电 性 荷 电 粒 子 的 沉 降 及 气 流 的湿 润
等 原 因 都 会 使 荷 电 强 度 逐 渐减 弱
。
、
滤 料 带 电的 过滤器
带静 电滤 料 的 研 究 开 发 是 一 个诱 人 的 课 题
能
。
,
,
,
过 滤器 开始 实 用
本 文 介 绍 带静 电 过 滤 器 的作 用 机 理 驻 极 体材 料 的 制 备 方 法 以 及 驻 极 体 过 滤 器 的 性 关 〔 键词 』 空 气 过 滤 器
。
驻 极体
电荷
静 电 效应
带静 电的过 滤器 不 同 于 靠 电极 板 集 尘 的 静 电 过 滤器 或 静 电 除 尘 器 是 借 助 尘 粒 和 过 滤
。
电 荷 放掉 的 缘 故
结 晶 区通 常是 一 些
, ,
驻极 体 的形成 和 制备
驻 极 体 是指 具有 长 期 储 存 电 荷 功 能 的 电介 质 材料
,
微 小 的 晶粒 当 极化 电 流 通 过 介 质时 在 晶粒 的 两 个端 面 将 积 聚 着 相 反 的 电 荷 如 图
。
。
在 头发 上 磨 擦 的 塑 料 笔 杆 能 吸 引小 纸
, ,
屑 那 是 由 于 笔 杆带 电所 致 但 这种 现 象 极 其 短
结晶 区 非结晶 区
暂
。
人 们 通 过对 某 些 介 电 材 料施 加 强 电 场 并
、
采 用 一 定 的 物 理 化 学 方 法 使 电荷 或 电极 化 状
态 长 久地 留 驻 在 电介 质 上 可 制 成长 寿 的驻 极
,
。
,
、
极 性 驻 极 体 中 的 电 荷 是 通过冻 结取 向偶 极
学 生 物 学 等 方 面 已 得 到 广 泛 的应 用 多
。
驻极 体 的 理 论 研 究 比 起 实 际 应 用 要 早 得 在 年 由 凡阳
。
,
质 中的 分 子 偶 极 子 的 指 向是 各 向 均 等 的 就 整 个 电 介 质 而 言 呈 中性 当 介 质 处 于 电 场 中时 每 个 分子 偶 极 子 转 向 电 场 方 向 介 质 表面 就呈 现
廖 剪碳
十
十 十
十 十
电源
体
。
虽 然 驻 极 体 不 能 永 久 带 电 但 如 果在 其 使
,
,
用 寿 命 内荷 电 性 能无 太大 变化 仍 然 可 视 为 永 电体
、
图 子 而形成 的
。
电 荷在 晶 粒 界面 的 积聚 在 没 有 外 电场 作 用 时 固 体 电 介
, , ,
,
。
由 于 它 的 突 出 优 点 目前 在 工 程 技术 医
电子 束 充 电 装 置 如 图
,
极 化前
极化 后
所 示 电子 由真 空
,
,
中加 热 的 灯丝 发 射 被 加速 后送 到 阳极 充 电 介 图
、
极性 驻极 体 中 的偶极 子 取 向
, 。
质 就覆 盖 在 阳 极 板 上
,
。
这 种 方 法 的 优 点是 能 有
。
驻 极 体 的 制备 方 法 很 多 常 用 的 有 热 极 化 法 电 晕 充 电 法 和 低 能 电 子 束 轰 击法 等
镜 像力
溶 胶 粒 子 在 产 生 的 那 个 时 刻 起 便 可 自然 带 电
, ,
干 燥 的 固 体 尘 粒 在 扩 散 时 会 由 于 与 不 同材 料
无外 部电 场
仅 尘 较带 电
仅 纤维 带 电
接 触 而 产 生 电 荷 因 此 有 关过 滤 器 的 测 试标 准
! ! 如 中 都规定 了 ’ 〔 对实 验 气 溶 胶 要 进 行 静 电 中 和 但是 通
。
松香过 滤器 后 来 作 为 军 用 防 毒 面 具 和 民
,
生 物 和 复 合 驻 极体 材料 都得 到 了 各 国 的 重 视
用 过滤设施 得 到 了 大 规 模 的 采 用 主 要 原 因 除 了
进人 了多 元 化 的研 究 和 开 发 阶段 电 型 驻 极 体 和 极性 驻 级 体
、
它 本 身 的 优 越性 之 外 还在 于 当时 人 们 已 经 知 道 了石 棉 纤 维有 致 癌 的 危险 闭
。
臼
高压 电源
用 这种 方 法生 成 的 驻 极 体 缺点 是表 面
。
样品
瀚狡 叹
一
‘
溯碧
州么幻
电荷 分 布不 均匀
一
图
电 子 束 极 化 装置
驻体 空 气 过滤 器
‘一
一
温 电炉
一 一 一
一 一
热 电偶
用 作 驻 极 体 空 气过 滤器 的 材料 主 要 是 以 高 聚 物 为 主 的 有 机 驻极 体 材料 如 非 极 性 材 料 聚
, , , ,
高 的过 滤 效 率 但 不 能 长 久 保 持
,
,
。
撒 有 松 香粉
,
末 的 过 滤 器 当 通 过 有 机 蒸气 时 会 遭到破 坏 这 是 由于 松 香粒 子上 的 电 荷 消失 了 测 高 效过 滤器 效 率 的
, 。
广泛 用 于 检
,
,
气 溶 胶 在通 过 过滤
作 宏 观位 移 移 至 异 号 电 极 近 旁 的 介 质 层 内 被
概述
对 于 气溶 胶 粒 子 的 纤 维 过 滤 来 说 参 与 过 滤 的 三 个 主要 因 素是 分散介 质 气 流
子 待 过滤 尘 粒 和 纤 维 材 料
, , 、 ,
源自文库
纤 维 之 间的 静 电 效 应 来 提 高 捕 尘 效率 的 一 种 过
滤 器 由 于 在普 通 滤 尘 机理 的基 础 上 附 加 了 静 电 效应 故 而 效 率 有 所 提 高 而 阻 力 却 不 增 加
、 ,
原 因 除 了 主 要 的惯 性 效 应 截 留 效应 和 扩散 效
,
、
造 价 可 靠 性 空 间 布置 以 及 高 压 电 源 对人 体 和
生 产设 备 的 影 响 等 原 因 应 用 不 很 广 泛
,
、
应 之外 还 有 重 力 效 应 范德 华 力 效 应 热 力 沉
,
、
、
。
相形
。
降 效 应 和 静 电效 应 等一 些 次要 因 素
收稿 日期
。
卯 年
月
日
年第
期
静 电 力在 过 滤 器 中 的 实 际 应 用 早 在
经 开 始 只 是 那 时 还 不 明 白其 作 用 机理
, ,
年就 已
。
立 了 电 介 质 永 久 极 化理 论
,
年 他相对于
,
当时 为
。
永 磁体 体 的概 念
。
提 出 了永 电 体 年 日本 人 江
。
,
流 即驻极
粒 子 和 纤 维 材 料 改 进 的 途 径 和 方法 很 多 让 尘 粒 荷 电 或 让 纤 维 滤 料带 电 即是 其 中之 一
。
场 使 尘 粒充 分荷 电 的 方 法
, ,
。
一 般 较 多 的 是使 纤
维 荷 电 中性 粉 尘 在 靠 近纤 维 时 会 感 应 产 生 符 号 相 反 的 镜 像 电 荷 从 而在 两 者 之 间 产 生 吸 引 力 使 效 率提 高 见 表
那 里 的 陷 阱 捕 获 三 是 有些 电 介 质特 别是 高 聚 物 其 内 部 结 构 是 不 均 匀 的 有结 晶 区 和 非 结 晶
区 的 不 同 结 构 交错 在 一 起
, 。
,
器 几 分钟 后 过 滤 器 的 透过 率有 少 许增 大 这 可
能是 因 为 气 溶 胶 能 使 纤 维 上 自然产 生 的
, , ,
分 散粒
。
因此 要提高过
。
,
。
滤性 能 可 以 从 以 上 三 个 方 面 着 手
,
针对分散
,
按 产 生 静 电 效应 的 方 法 不 同 可 分 为两 种 一 种 是 使 纤 维 带 静 电 的 方 法 另 一 种 是 外 加 高压 电
介 质 一 般通 过 控 制气 流速度 来 改 善 至 于 分散
通 讯 设 施 中 因 无需 外 加 电 场 使设 备 体 积 大 为
,
信 其原 因 完 全在 于 静 电力 的 作 用
直径 约
,
。
它 分 散在 直 径 勒 朋 左 右 的 羊 毛 纤 维表 面上 因 为 松香 的 电 阻 率 很 高 由 于 磨 擦 带
脚
,
,
减小
。
年 德 国人
比
, ,
,
反留
和美国
,