在工業不斷發展和人們物質文化生活水平不斷改善的同時，人們對涂裝品在外觀上的要求也越來越高，既要求美觀大方又要求實惠可靠，靜電噴涂技術就是近年來在國內外快速發展起來的新型技術，已經被廣泛應用到各個工業領域中。它不僅能節省涂料，降低對環境的污染程度，而且可以使噴涂工藝機械化、連續化、減少廢品率，獲得優異的涂膜性能，大大提高勞動生產率，改善勞動條件，從而獲得可觀的社會經濟效益。

　　1靜電噴涂基本理論

　　1.1普通的涂裝工藝

　　一般來說，被涂物在涂裝之前須經過前處理，使其除油、除銹、生成磷化膜，這樣能夠達到更好的防銹目的，與噴涂介質更好地黏著(見圖1)。由于被涂物的規格、形狀差異較大，如果僅采用一般的涂裝技術進行涂覆，噴涂介質的實際利用率一般只在30%左右，其余的70%都浪費了，因此，這不僅增加了產品的成本，而且也污染了環境。

　　圖 1 普通涂裝工藝流程

　　1.2靜電噴涂基本原理

　　靜電噴涂是以被涂物為陽極，一般情況下接地;涂料霧化結構為陰極，接電源負高壓，這樣在兩極就形成了高壓靜電場。由于在陰極產生電暈放電，可使噴出的涂料介質帶電，并進一步霧化。按照“同性相斥，異性相吸”的原理，已帶電的涂料介質受電場力(F=qE)的作用，沿電力線定向地流向帶正電的被涂物表面，沉積成一層均勻、附著牢固的薄膜。靜電噴涂也可采用正極性電暈放電，但負極性電暈放電的臨界電壓較正極性電暈放電低，又較為穩定、安全且不易產生火花。因此，在通常情況下將被涂物作為正極接地。

　　1.3靜電噴涂及噴頭分類

　　靜電噴涂從噴涂方式上可以分為空氣或液壓霧化靜電噴涂、離心式靜電噴涂等;按照噴嘴的不同特點可以分為直射式噴嘴靜電噴涂、Y型噴嘴靜電噴涂、靶式噴嘴靜電噴涂等;按照涂料性質的不同可以分為固體粉末靜電噴涂和液體霧化靜電噴涂。粉末靜電噴涂廣泛應用于板材表面的涂裝中，在液體的靜電噴涂中可以按照不同液體自身的特點將靜電涂油、靜電涂漆等技術運用在工業生產之中。本文主要討論粉末靜電噴涂和液體靜電噴涂的不同特點和應用情況。另外，根據噴涂的不同用途，靜電噴涂的噴頭又可以分為多種，如SELaw研制的嵌入式靜電感應噴頭，英國的轉盤式靜電噴頭，日本的微型錐孔旋轉噴頭、彌霧噴頭，我國的風動轉籠式噴頭、靜電擊碎式液滴噴頭、氣流撞擊式液力噴頭及雙流體靜電噴頭等。

　　2粉末靜電噴涂及其特點

　　2.1粉末靜電噴涂的過程

　　粉末靜電噴涂是通過噴槍或噴杯的電極針向被涂工件方向釋放高壓靜電(一般為60—100kV)，高壓靜電使噴杯或噴槍噴出的粉末和壓縮空氣的混合物以及周圍空氣電離，由于高壓負極產生電暈放電，在其附近產生了密集的負電荷，使粉末帶上負電荷進入了電場強度很高的靜電場。粉末在電場力和壓縮空氣壓力的雙重推動下到達被涂物表面，形成厚薄均勻的粉層，再加熱熔融固化為涂膜。

　　2.2粉末靜電噴涂的特點

　　一般來說，凡在200℃不發生變形、能使荷電的粉末微粒吸附在被涂物表面，其表面涂裝都可以采用粉末靜電噴涂。因此，粉末靜電噴涂技術可廣泛應用于儀器儀表、家用電器、機電設備、汽車船舶、輕工器材、家具機械及建材等金屬零件的表面防護和裝飾性涂裝中。從目前采用的噴涂技術來看，粉末靜電噴涂在工業涂料中有其獨特的優勢。

　　(1)粉末涂料是固體涂料，沒有溶劑，不易揮發，大大減少了由溶劑引起的污染問題，有利于環保和操作工人的身體健康。

　　(2)在噴涂過程中，多余的噴粉可以利用回收系統集中收集，達到回收再利用的目的，因此其粉末的利用率相當高，使企業的生產成本降低，獲得較好的經濟效益。

　　(3)整個涂裝過程只需經過前處理、噴涂、固化等工序，簡化了傳統的多工序噴涂手段，使噴涂作業線工作效率高，無論是手工還是自動操作都比較方便。

　　(4)粉末靜電噴涂后，經過烘烤就可以得到性能優異的涂膜表面。該涂膜堅固耐用，能夠耐酸、耐堿，同時具有耐磨擦性、抗沖擊性、機械強度高等特點。

　　但是由于粉末靜電噴涂正處在發展時期，所以不可避免地存在一些缺點，譬如經過噴涂以后的涂層存在雜質多、縮孔、色差大、附著力差等，這些都是今后應該著重去解決的問題。

　　3液體靜電噴涂及其應用

　　3.1液體靜電噴涂基本理論知識

　　靜電在均勻、細化霧滴及提高霧滴在目標物的沉積量、均勻性、吸附性等方面有明顯的效果。液體的靜電噴涂是指在噴嘴和對應的接地電極之間加上高電壓時，噴嘴尖端流出的液體因受表面張力、靜電力、電荷之間的排斥力以及重力等作用力使液滴表面不穩定，進而分裂后破碎，最終將霧化后的液滴均勻地涂覆在被涂物上。在液體靜電噴涂的研究中，其基本噴涂原理和粉末噴涂并無太大差別，只是高壓靜電場中液滴霧化程度的好壞直接決定了液體的噴涂效果。

　　雖然在靜電場作用下液體霧化機理比較復雜，但是這對于液體的靜電噴涂研究有十分重要的意義。通常情況下可以認為，液體的表面張力和黏滯阻力是霧化過程中存在的兩種主要阻力。研究發現，液體荷電導致其表面張力降低和內外壓力差增加有利于液體霧化，霧滴荷電量達到瑞利極限時，表面電荷間的排斥作用使霧滴繼續分裂。液體的靜電噴涂技術正是利用靜電對液體作用來提高霧化效果、生產效率和降低生產成本的。

　　用于靜電噴涂的液體霧化后的霧滴比較均勻，通過高壓靜電場可以有效地降低霧滴尺寸，提高霧滴譜的均勻性、沉積效率等。同時，用于液體噴涂的涂層質量好、工作可靠、設備利用率高、維修費用少、對環境污染少，從而可獲得良好的經濟效益。液體靜電噴涂技術正是基于此種目的才廣泛地應用于工業中，可以用來靜電噴油、靜電噴漆等。在此，作者僅以本校生產的靜電涂油機為例說明液體噴涂技術的應用情況。

　　3.2液體靜電噴涂應用

　　靜電涂油機是液體靜電噴涂應用的成功范例，它是集機電及高壓靜電技術于一體的高科技產品。它依靠高壓靜電的作用，將液體防銹油均勻地噴涂在金屬板(帶)材表面上，可廣泛用于鋼及有色金屬板(帶)材生產線以及其他需要高質量涂油的工藝過程中。靜電涂油機工作時液滴噴涂霧化的基本原理(見圖2)為：當涂油刀梁接通高壓直流電源負極后，刀梁與鋼板之間就建立了高壓靜電場。由于涂油刀梁的刃口比較尖銳，曲率半徑極小，因此在刀梁尖端處產生電暈放電現象，空氣分子在此情況下被電離成為正負離子，這些正、負離子會沿著電力線快速運動，正離子飛向噴油刀梁而被中和，負離子則被電場加速而向鋼板(帶正電)飛去，途中會與油滴相撞而使油滴荷電。隨著油滴表面負電荷的逐漸增加，電荷間的靜電斥力將隨之增大，當電荷之間的靜電斥力超過液滴的表面張力時，液滴將會破碎，宏觀上即為霧化現象，最終將霧化后的液滴均勻地噴涂在鋼帶(鋼板)上。

　　圖 2 靜電涂油機液體噴涂原理

　　4靜電噴涂技術發展前景及研究方向

　　靜電噴涂技術已經有5O多年的發展歷史，現在隨著其技術在各行各業的廣泛應用，已經開發出由計算機控制的能復雜運轉的自動噴涂裝置、機器人攜帶用的靜電噴涂裝置等。而且隨著在靜電噴涂中對靜電霧化技術的不斷探索，利用靜電霧化技術，先后研究了靜電噴墨技術、液體燃料的靜電霧化技術、電推進技術、荷電水霧除塵技術、靜電農藥噴灑技術、電噴霧電離質譜技術、懸浮體溶液的靜電調制技術、靜電微?；夹g、荷電水霧消雷技術、水霧滅火技術等。研究液體或粉末狀固體的試驗原理和霧化機理也就成為靜電噴涂技術研究的重點，所以在研究靜電噴涂技術的同時，今后應將研究的重點具體集中在以下幾個方面。

　　(1)研究合適的噴涂介質和噴涂器械。針對不同的噴涂對象選擇合適的固體或液體噴涂介質，而針對不同的噴涂介質又要研究出不同的噴頭或噴嘴形狀，其結構將影響噴嘴附近的電場強度和噴涂介質的荷電量，從而影響霧化效果和整個噴涂的質量，所以良好的噴涂介質和噴涂器械是保證優越的噴涂技術的前提條件。

　　(2)繼續完善靜電噴涂中霧化機理的研究，這是整個靜電噴涂技術的核心所在。通過建立合適的數學模型，分析靜電場對噴涂粉末或液滴厚度、表面張力和黏附強度的影響，回歸出數學公式，從理論上找出影響噴涂介質靜電霧化的主要因素。

　　(3)加強靜電噴涂中試驗原理和試驗現象的研究，采取先進的試驗手段和試驗方法，對噴涂微粒的厚度、均勻性、沉積效率等主要霧化指標進行測量，為噴涂技術提供微測試技術，這樣可更好地以試驗論證理論的正確性。

　　(4)不斷完善靜電噴涂技術的工藝流程，使得噴涂作業線簡單、高效。同時確定最佳的噴涂效果參數，譬如電壓、噴涂距離、噴涂介質的流量或壓力等，這樣從宏觀上對研究靜電噴涂技術大有裨益。

　　5結論

　　總之，隨著科學技術的不斷發展，靜電噴涂技術在各個方面的應用越來越廣泛。就其噴涂介質來講，不論是粉末靜電噴涂還是液體靜電噴涂，其基本原理是一致的。在研究靜電噴涂技術的同時一定要注意通過試驗的方法研究具體情況下的靜電噴涂情況，理論聯系實踐，得出不同介質噴涂的最佳效果。在研究靜電噴涂技術的同時要將噴涂技術同靜電除塵、靜電霧化燃燒等技術結合起來，互相借鑒，互相補充。隨著研究的不斷深入和技術的不斷完善和進步，相信在不久的將來，靜電噴涂技術一定會變成更加成熟的實用技術，滿足社會的需要。