静电粉末喷涂设备工艺静电场的建立与电晕放电过程

静电粉末喷涂设备工艺静电场的建立与电晕放电过程

静电粉末喷涂过程中的静电场通常是由高压静电发生器输出几万伏至十几万伏级的直流高压到喷枪枪头尖端电极与工件之间而形成的(一般喷枪接负极,工件接地为正),如下图1所示。

静电粉末喷涂设备工艺静电场的建立与电晕放电过程

按静电学规定,用电力线来描述电场,电力线越密的地方,表示此处的电场强度越强,同时,静电学理论指出,尖端处的电场强度最大,并且一个尖端电极与一个有一定几何面积的工件之间的电场一定是非均匀性电场,当电场强度大到一定程度时,就会产生下述的电晕放电现象(电离空气分子的电场

强度E约为3×106N·C-1)。

在空气中总会存在着一些自由电子或离子,如果有一个自由电子通过强电场,它将会受电场力所加速而沿电力线运动,并撞向空气分子。见图1,如果E足够大,而这个电子沿电力线运动时又获得了足够的动能,它对空气分子的撞击力便会很大,足以把空气分子分裂而形成两个电子和一个带正电荷的离子(空气分子的剩余部分)。

分裂出来的两个电子又瞬间受电场加速,它们也沿着电力线运动并分裂新的分子,从而产生更多的离子和电子。这一过程称作自激的电晕放电,这一离子化自激过程一旦开始后,喷枪头部与接地工件之间的空间里便充满数以百万计的带正电荷的离子和带负电的自由电子,或称自由离子。

带正电荷的离子也受电场加速并沿电力线运动。不过,由于离子是带正电荷的,故它们的运动方向相反,朝向喷枪的负电极,当电场足够强,这些带正电荷的离子有可能还要在运动途中分裂分子,或许会直接撞击喷枪的负电极,从而使金属表面的离子得到分裂。

带负电的自由离子则是形成粉末带电的直接原因,它被通过电场粉粒所捕获,形成粉末带电。

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