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3.反電離化問題

3．1反電離化現象

這里所述的反向離子化在一些文章中也被稱作未‘靜電排斥’或‘微電池效應’或‘逆向離子化現象’這是一個在粉末靜電噴涂過程中十分重要的一個靜電現象充分認識和深入了解這一現象的本質才有可能克服由此而帶來的問題

第2節敘述了粉粒沉積到接地工件表面的過程如果繼續在同一表面上噴涂帶電的粉末最終就會導致反電離化的現象

隨著粉粒在金屬工件表面的堆積粉末涂層內的電場強度便會增大實際上每一粒沉附到金屬工件表面上的粉末都會產生下列連貫的作用

增大涂層內的累積電荷量→同值增大金屬工件里的累積的鏡像電荷→增強了涂層內的電場強度

當這一電場強度增大到足以把夾在粉粒之間的空氣實施電離時便開始了這里稱之為反電離的過程此時存在于涂層內空氣中的游離電子在電場中加速運動撞擊并分裂分子同時產生大量電子和帶正電荷的離子由于極性相反的電荷相互吸引故帶負電的電子奔向相對電子為正的接地而帶正電的離子則力圖從涂層中逃出而奔向負極的噴槍這樣的激烈運動過程將直接導致似乎是從工件里面發出并穿越涂層的流光現象產生流光后如果通過專門的放大觀察裝置來進行觀察則可看到粉末涂層表面有許多光點如果反電離現象越強（當外電場很強）則光點越多和越亮

流光產生的過程實際上與在噴槍槍尖的電暈放電的離子化過程與實質都是相同的一個是槍尖周圍的電場強度足夠大時產生正向電離化過程而反電離過程則是由于涂層內的帶電粉粒堆積造成層內電場過強時而產生的這個過程可用圖6a）b）c）形象地表示出來

3.2反電離對涂裝品質和涂裝效率的影響

反電離現象對涂裝品質和涂裝效率直接帶來如下4個影響

①涂層表面產生桔皮或表現不平整等現象涂裝品質下降

②明顯降低上粉率限制涂層厚度的增加

③加劇法拉第效應

④給工件復噴帶來困難

反電離現象是造成涂層表面產生桔皮和表面不平整的另一個常見原因涂層內由反電離現象產生帶正電的離子當離開涂層后它們便會把流光軌跡附近的粉粒的電荷進行中和帶正電的離子沿著流光的軌跡活躍地作定向運動時也與空氣分子相接觸從而產生所謂的電風電風會撕裂那些從粉末涂層逸出的正離子所中和了的粉粒從而產生出微小的凹坑這些呈現星形狀的微坑可在未固化的粉膜表面見到如果在固化過程中粉末涂層流平得不好由反電離造成的微坑得不到填平時在固化了的粉末涂層表面便出現了光澤度低不平整的凹坑以及桔皮等后果

當帶正電的離子在尋求從粉末涂層逸離的出路時它們會受到那些不斷到達接地工件表面的帶負電的粉粒所吸引帶正電的離子與帶負電的粉粒相碰其結果是粉粒失去電荷從而也就失去了沉積在工件表面上的能力隨著反電離過程的繼續進行由于接地工件前面存在帶正電的離子越來越多撲向工件表面的粉粒的負電荷被中和的也越多故吸附力明顯下降（即粉粒紛紛跌落）顯著地限制了粉層的連續增厚的能力這就是說反電離現象開始后粉末的上粉率會急劇下降這說明反電離現象正是粉末靜電噴涂工藝中的所謂的自限制特性的驅動源

在第2節中曾分析到噴槍尖端在電暈放電時會使噴槍與工件間的空間里充滿著數以萬計的自由離子這些自由離子沿著電力線方向被吸引向接地工件只要工件表面尚未被電介質粉末層所覆蓋自由離子便會容易地抵達金屬表面和流向接地處但是如果金屬表面已經有一層粉末涂層這一涂層就會使金屬表面部分絕緣從而限制自由離子的電荷流入接地處的能力粉末涂層越厚自由離子的電荷越不易流入接地處當電荷越來越不易流入接地處時涂層上便積累越來越多的電荷導致的反電離化迅速發展明顯降低粉末上粉率惡化涂層表觀質量與均勻性

試驗研究表明電暈式噴槍反電離現象發展得非常迅速通常是約在噴涂1秒鐘之內就會在工件表面上出現反電離現象所以用電暈式噴槍進行粉末噴涂（一般厚度為50~80μm）時工件涂層表現質量是很難達到高要求的在后面所述的內容中我們可以看到摩擦帶電噴槍的反電離現象較電暈式噴槍要小得多在噴涂10~20S內才會發生反電離現象所以用電暈式噴槍很難實現厚涂層噴涂而且表觀質量也不能與摩擦噴槍相比較

在電暈式噴槍中為了要把反電離現象降到一定的限度至少必須考慮做如下幾件事

電暈放電的所施加的電壓要適當避免過于強烈的電場產生過多的自由離子和致使粉粒帶上過多的電量

粉末涂料的電阻率要合適

考慮采用吸收自由離子的裝置