静电喷漆中电源正负极如何接？

上海市大同中学 王浴敬 选自《物理教师》2011年第1期

上海市最新高中物理统一教材（试用本），由上海科学技术出版社出版，2007年8月第1版。在高中二年级第一学期使用的第40页有一幅静电喷漆的插图（如图1），图中认为静电喷漆时工件应带负电，喷出液滴带正电，本人认为对图中所带正、负电的叙述不妥。

查阅其他教材和资料发现，几乎所有关于静电喷漆的原理中都是工件接电源正极，喷枪接电源负极，唯独上海教材把电源正、负极反接了。是两种接法均可，还是哪种接法不妥？

事实上静电喷涂的喷枪应当接电源负极，工件接电源正极并接地，在高压电源的高电压作用下，喷枪的端部与工件之间就形成一个静电场。喷枪端部附近区域形成空气电离区，空气激烈地离子化和发热，使喷枪端部锐边或极针周围形成一个暗红色的晕圈，在黑暗中能明显地看见，这就是空气电晕放电现象。被电离后的空气正离子被吸附到喷枪负极上，而电子在喷枪附近受电场力作用向工件正极板加速，因此在喷枪附近就形成有大量电子存在的区域。

涂料经喷嘴雾化后喷出，被雾化的涂料微粒通过枪口的边缘时因接触而带负电，当经过电晕放电所产生的气体电离区时，将再一次增加其表面负电荷的密度，或说涂料分子俘获电子。这些带负电荷的涂料微粒因相互间排斥而散开，并在外加静电场作用下，向正极性的工件表面运动，这样涂料就被均匀地沉积在工件表面上形成涂膜。

对于粉末状静电喷漆，要想取得良好效果，各项参数应控制在一定范围内。例如，静电高压60～90kV，静电电流10～20μA，流速度压强0.4～0.6MPa，雾化压强0.3～0.5MPa，当然不同厂家生产的装置其技术参数略有不同。

若电源正、负极反接，使空气放电所需的临界高压值将大大增加，并且放电后在喷枪附近区域大量出现的是空气正离子，由于空气正离子质量远大于电子质量，雾状的涂料俘获空气正离子比较困难，这两个原因导致电源正、负极反接后要想取得良好的喷涂效果，只能依靠大幅度地增加静电电压。但静电高压如超过10⁵V或更多，就会产生许多麻烦：首先高压容易使装置产生电火花放电，使油漆着火，生产不安全；其次高压容易使人体放电，操作人员不安全；还有提供高压对仪器装置提出更高的要求，装置成本更高。因此通常情况下该工件应接电源正极、喷枪接电源负极。

发布时间：2011/10/24 上午9:23:38  阅读次数：12074