Les attaches en plastique et le danger de l'électricité statique

Lorsque les attaches en plastique frottent les unes contre les autres ou le sac en plastique dans lequel elles peuvent être stockées, une charge statique se développe. Ce fait ne vous surprend probablement pas, car presque tout le monde connaît la réalité quotidienne de l'électricité statique.

La plupart d'entre nous reconnaîtront les décharges électrostatiques (ESD) comme un « choc » que nous recevons en marchant sur un sol recouvert de moquette et toucher une poignée de porte en métal. Nous avons tous connu l'électricité statique sur un vêtement pris dans la sécheuse. La décharge atmosphérique d'électricité statique est l'explication scientifique de la foudre.

Alors pourquoi l'électricité statique est-elle si dangereuse pour les pièces en plastique ? Lorsque les composants en plastique sont chargés, des morceaux de saleté, notamment de la poussière, des morceaux de plastique, des cheveux, des huiles de coupe et d'autres débris, seront attirés par la charge. Les particules sur les pièces en plastique posent des problèmes dans des situations telles que les applications médicales, l'électronique et la fabrication de semi-conducteurs, pour n'en nommer que quelques-uns. En raison de la charge statique, aucune quantité de lavage, de soufflage ou de déformation ordinaire des pièces ne délogera les particules. La seule façon de nettoyer les attaches en plastique est de trouver un moyen de libérer la charge et de libérer les particules. Afin d'accomplir cette tâche, des dispositifs de décharge électrostatique (ESD) ont été développés. Pour comprendre le fonctionnement de ces outils, nous devons d'abord examiner plus en détail l'électricité statique.

Commençons par la structure d'un atome. Au milieu de chaque atome se trouve un noyau. Il est composé de deux types de particules, les protons et les neutrons. Des électrons sont en orbite autour du noyau. Alors que le noyau est très gros par rapport aux électrons en orbite, la majeure partie de l'atome est constituée d'espace vide.* Les protons, les neutrons et les électrons ont tous une charge électrique. Les protons ont une charge positive (+), les électrons ont une charge négative (-) et les neutrons n'ont pas de charge, ce qui les rend neutres. La charge d'un proton est égale à la charge d'un électron. Si un atome contient le même nombre de protons et d'électrons, l'atome a une charge électrique neutre. Les protons et les neutrons qui composent le noyau sont étroitement liés, mais pas les électrons en orbite. Ils sont capables de passer d'un atome à un autre. Ainsi, si un atome perd des électrons, il devient chargé positivement et s'il gagne des électrons, il aura une charge négative.

Certains matériaux comme le plastique, le tissu et le verre ne cèdent pas facilement leurs électrons. On les appelle des isolants. Les matériaux tels que les métaux perdent plus facilement leurs électrons et sont appelés conducteurs. Les plastiques étant des isolants, ils sont de mauvais conducteurs d'électricité. Les charges électriques ont tendance à s'accumuler à la surface des isolants, ce qui produit de l'électricité statique. L'électricité statique est le déséquilibre des ions positifs et négatifs à la surface d'un objet. L'électricité statique est ainsi appelée parce qu'elle est au repos, ne bouge pas. Plus précisément, cela devrait être appelé charge statique, ce qui signifie un surplus ou un déficit d'électrons qui ne bougent pas.

Alors, comment fonctionne un appareil d'ionisation à décharge électrostatique (ESD) ? Les ioniseurs ESD neutralisent une charge statique en équilibrant les ions entre les molécules des gaz dans l'air environnant. Afin d'éliminer la charge statique s'accrochant à la surface des attaches en plastique, il est nécessaire de fournir plus d'ions positifs et négatifs et de répartir ces ions à travers l'objet isolant. La charge statique est alors neutralisée et les pièces en plastique n'attirent plus la saleté ou la poussière.

Les dispositifs industriels ESD les plus courants sont les ioniseurs corona qui fonctionnent en appliquant une haute tension à la pointe d'une pointe ou d'une buse acérée. Souvent, ces appareils ont un ventilateur pour diffuser les particules ionisées dans l'air. Les ioniseurs ESD sont également utilisés dans de nombreux environnements de travail de haute technologie pour contrôler les décharges électrostatiques. Ces dispositifs sont utilisés pour contrôler l'électricité statique sur les conducteurs qui ne peuvent pas être mis à la terre ou, comme indiqué ci-dessus, sur les isolants comme les attaches en plastique.

* Alors que les physiciens nucléaires reconnaissent d'autres particules subatomiques, nous n'avons pas besoin de les considérer dans cette discussion.

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