Powłoki rozpraszające ładunki elektrostatyczne

Izolatory elektryczne

Materiały te wykazują opór większy niż 10¹¹ omów. W ich wnętrzu ładunek ledwo jest w stanie się poruszać. Do tej kategorii należą guma, porcelana, szkło, diamenty i powietrze, a także większość powłok proszkowych. Jeśli chodzi o powłoki proszkowe, można je podzielić na różne systemy żywic, które zachowują się inaczej. Na przykład, epoksydy wykazują wyższą rezystywność niż poliestry. Kiedy izolatory doświadczają ekstremalnie wysokich napięć rzędu kilku kilowoltów lub megawoltów, może się zdarzyć, że elektrony zostaną zmuszone do opuszczenia swojej pozycji. Rezultatem jest wyładowanie niszczące (np. piorun), w którym duża ilość energii jest przenoszona w krótkim czasie.

 

Zachowanie antystatyczne

Antystatyczność jest wykazywana w zakresie 10⁹-10¹¹ Ω i jest niezbędna na przykład w pomieszczeniach czystych.

 

Rozpraszanie ładunków elektrostatycznych

Materiały wykazujące rezystywność powierzchniową w zakresie 10³-10⁹ Ω są odpowiednio przewodzące elektrycznie i rozpraszają ładunki elektrostatyczne. Oznacza to, że materiały są zdolne do powolnego rozładowywania się i mogą być stosowane do komponentów elektrycznych w obszarach zagrożonych wybuchem. Materiał rozpraszający ładunki elektrostatyczne jest ZAWSZE antystatyczny, ale nie odwrotnie.

 

Przewodniki

Przewodniki to materiały, w których ładunki mogą swobodnie przepływać. Najbardziej znane z nich to metale, kwasy, zasady, roztwory soli i grafit. Ich rezystywność powierzchniowa jest niższa niż 10⁶ Ω.

Przewodność można zwiększyć poprzez dodanie dodatków przewodzących. Przy niskim stężeniu dodatku nic się nie stanie, ale w miarę zwiększania dawki dodatku jest bardziej prawdopodobne, że części dodatku będą stykać się ze sobą przez materiał i mogą tworzyć ścieżki prądowe. Przewodność wzrasta w niewielkim zakresie stężeń o potęgę dziesięciu i więcej. Obszar ten to tak zwane stężenie krytyczne "CC". Jeśli nadal będziemy dodawać dodatek, przewodność wzrośnie wyżej, ale nie tak szybko, jak w okolicach CC. Po osiągnięciu pewnego stężenia dodatku, dalsze dodawanie nie poprawia już przewodności. Wykres ten nazywany jest krzywą perkolacji, a CC nazywane jest również progiem perkolacji.

Grafit

Dodatki wykonane z węgla przewodzącego prąd elektryczny są stosowane od bardzo dawna. W dawnych czasach używano grafitu, podczas gdy obecnie zwykle stosuje się jednowarstwowe kryształy grafitu, które nazywane są grafenem. Powłoki proszkowe o rezystywności powierzchniowej 10³ – 10⁹ Ω są dostępne tylko w kolorze czarnym lub antracytowym.

 

Sadza

Sadza jest stosowana w obszarach, w których wymagana jest jedynie umiarkowana przewodność. Sadza powstaje w wyniku niepełnego spalania związków węgla w reakcjach chemicznych. Ale dlaczego sadza przewodzi prąd? Sadza jest zbudowana z pierwotnych cząstek, w których atomy węgla są ułożone jak w małych kryształach grafitu.

 

Włókna

Włókna węglowe są znane ze swojego mechanicznego działania wzmacniającego, ale również przewodzą prąd elektryczny. Nadają one kolor komponentowi, ale nie zabarwiają otoczenia poprzez dotyk lub ścieranie, co ma miejsce w przypadku komponentów wypełnionych sadzą lub grafitem. Dlatego też są one najczęściej używane w pomieszczeniach czystych lub do przenoszenia papieru.

 

CNT

Nanorurki węglowe to małe rurki wykonane z grafitu o różnej grubości ścianek. Rozróżniamy nanorurki S (pojedyncze), D (podwójne) i M (wielościenne). Nawet przy bardzo niskich stężeniach (0,04 procent wagowych) można osiągnąć wysokie wartości przewodności. Podobnie jak inne dodatki, wpływają one na kolor powłoki, ale dzięki nim możliwe jest uzyskanie jaśniejszych kolorów.

 

Pigmenty mikowe

Dzięki nim możliwe jest uzyskanie rezystywności powierzchniowej na poziomie 10⁹-10¹¹ Ω. Można uzyskać zarówno jasne szarości, jak i kolory.