静电粉末喷涂设备工艺粉末带电

静电粉末喷涂设备工艺粉末带电

通过电场里的未带电的粉粒会改变外电场的形状。如图2所示,电力线在粉粒表面以90度角进入并穿越,以90度角穿出。从图2中可看出粉粒周围的电力线形状发生了变化,如果电场中存在自由离子的话,这些离子便会沿变化了的电力线方向运动,并被粉粒所捕获,使粉粒带上了电。

静电粉末喷涂设备工艺粉末带电

这一带电过程将继续下去,直至粉粒捕获了多个离子,使粉粒积聚的电荷越来越多,并产生了粉粒本身的云团电场,这一电场又再次改变外电场的形状,不过不同的是,这次外电力线是被从粉粒出推开,见图3。出现这一情况后,来自外电场的自由离子便无法再到达粉粒处,因为粉粒本身的电场会排斥它们。换言之,这时粉粒已在给定的外电场强度,粉粒粒径和材料的条件下达到了最大电荷量。

静电粉末喷涂设备工艺粉末带电

在静电粉末喷涂过程中,从枪口喷出的粉末要通过一个强电场和自由离子密集区,在通过这样的区域时,粉粒就如上所述地带上了电。那么粉粒带电的多少以及带电的规律又受什么因素的制约呢?Pauthenier通过试验和研究回答了这个问题。著名的Pauthenier方程如下:

静电粉末喷涂设备工艺粉末带电

从2.1式可知带电过程主要受下列几个因素的影响:

a)粉粒的粒径r

b)电场强度E

c)粉粒在充电区逗留的时间t

通过实验,Pauthenier还发现在粉粒喷出枪口后的前4毫秒时间内,可使粉粒带上最高可能带电量的65%。通常情况下,粉粒在喷出枪口的一瞬间速度往往低于5m/s,故可知在距喷枪极针20mm的范围内,粉粒基本完成了大部分带电任务,4毫秒之后充电效率就基本稳定在充电曲线的平坦段上,这是由于枪尖处的电场强度远大于枪尖其他部分的电场强度所造成的。

带电能力与r的平方成正比,这表明粉粒带电强烈地受到粉粒自身的几何尺寸的影响,这也是超细粉末(<20μm)不易带电的原因。而这又恰恰是静电粉末薄涂技术中需很好解决的重要问题之一。

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