什么是人体行走电压？

导电性能，即地板将静电荷接地的能力，是评价一个防静电地板性能的其中一项标准。如果一款地板可以快速而安全地将电荷接地，但在人们行走时却无法防止静电的产生（即人体行走电压），那么它仍然不能有效地防止ESD事件的发生。

当人们行走在地板上时，鞋底与地板表面之间的摩擦会产生摩擦电或静电荷，这被称为人体行走电压。这些电荷会停留在原地，直到人们接触到其他人或物体时，它们才会转移到那个人或物体上。这种突发的电流涌动，类似于微小的闪电，被称为静电放电或ESD。虽然对人类来说，这种微小的静电放电通常是无害的，但在处理电子元件的环境中，它可能会对设备造成严重损害，甚至导致整个操作中断。

有些防静电地板（尽管并非全部）能够减少人们在行走时产生的静电。过去，这类地板被称为抗静电地板，但现在，为了更准确地描述其功能，它们更多地被称为耗散型防静电地板。

人体行走电压测试

在评估地板的电荷生成性能时，有一个行业标准，即行走人体模型。根据ANSI/ESD S20.20标准，防静电地板在人体行走电压测试中产生的静电应低于100伏。在需要处理超敏感设备的0级环境中，这一标准更是严格到地板产生的电压必须小于20伏。

当前的ANSI/ESD静电控制测试方法要求，在进行电荷生成测试时，测试者的鞋子类型应与在实际环境中行走的人的鞋子类型相同。例如，如果人们通常穿着带有某种品牌鞋带的鞋子，那么在测试时也应使用相同品牌的鞋带（而不是其他类型的鞋带）对地板进行测试。这也意味着，如果在实际环境中工作或行走的人穿着普通的鞋，那么对地板的测试也应该是在穿着各种类型的普通鞋的情况下进行。

尽管自2014年以来，ANSI/ESD标准中已强制规定了电荷产生测试的要求，但许多地板制造商仍然只关注电导率这一性能指标。

防静电地板应接地并产生低电荷

如前所述，提供接地路径是防静电地板的一个关键特性，但这只是其功能的一部分。高效的防静电地板应具备两个独立且同等重要的功能：

1. 提供安全、可追踪的接地路径以及“最佳范围”的电阻。
2. 防止人们在地板上行走时产生静电（即人体行走电压），换句话说，地板应具有只产生较低电荷的特性。

然而，许多所谓的防静电（ESD）地板并不能同时满足这两个要求。

PVC防静电地板在将静电释放到大地方面表现出色。但PVC本质上是一种绝缘材料，即使嵌入了碳颗粒，它仍然会产生电荷。除非设施中的每个人都穿着防静电鞋（如脚跟带或静电鞋），否则PVC防静电地板无法完全防止人们在行走时产生电荷。这并不意味着PVC防静电地板在静电防护方面是一个不好的选择，而是说在使用乙烯基作为静电防护措施时，必须确保环境中的每个人都穿着防静电鞋。

防静电地板如何抑制静电/人体行走电压的产生？

情况相当复杂。

材料的摩擦电倾向决定了它们在与其他材料摩擦接触时的相互作用以及它们是否带正电荷或负电荷。摩擦起电是电粘附力的一种表现，也是不同材料在接触时吸引和交换电子的方式。根据静电材料系列，不同的材料具有不同的摩擦起电效应。

我们知道，当两种化学性质不同的材料相互摩擦时，就会产生静电。因此，可以推断出具有相似化学组成的材料在相互作用时产生的静电较少。

例如，ESD地垫中使用的基础化合物与大多数鞋底非常相似，这使得橡胶防静电地垫能够抑制各种类型鞋类的静电产生。大量的实验室测试和行业研究已经证实，无论人们穿着何种鞋类，防静电橡胶都能作为一种独特的低产生材料有效地工作。

另一方面，导电和耗散PVC地板产品是由普通的产生静电的塑料化合物制成的，主要是聚氯乙烯（PVC），并含有少量的碳或石墨颗粒。由于乙烯基的摩擦电性能较差，当穿着普通鞋的人在导电乙烯基上行走时，会产生大量的静电荷。

为什么有些地板比其他地板更容易产生静电？

地板的静电产生能力取决于多种因素，包括地板材料的摩擦起电特性、制造工艺以及地板与人们行走时所穿鞋子的成分互动。

地板材料

防静电乙烯基和环氧树脂地板是由可能产生静电的基材（如PVC和聚氨酯）制成。这些地板只有在正确接地，并且行走的人穿着防静电鞋时，才能有效防止静电。防静电鞋底、鞋跟带或脚环以及静电鞋中的导电元件与地板中的导电元件形成电连接，从而引导静电荷远离身体，通过地板到达地面。当这些地板与普通鞋子相互作用时，即使它们具有导电和静电耗散特性，也会表现得像没有任何接地功能。

制造业因素

一些所谓的“抗静电”或“低电压”地毯通过抗静电喷雾获得其静电防护性能，但随着时间的推移，这层喷雾会逐渐磨损。新的时候，这些地毯可能产生的静电很少，但随着涂层的磨损，它们会开始产生显著的静电。此外，地板材料中导电副产品的添加量也会影响其性能。如果地板中的导电成分不足，或者静电鞋的接触面太小，可能无法形成必要的电气连接，导致地板仍然产生静电。

与鞋底的互动

不同类型的鞋子产生的静电量也有所不同。例如，皮底鞋产生的静电通常比带有静电的PVC鞋底（如运动鞋）要少。皮革本身因其独特的摩擦电特性而成为一种低电荷产生材料。此外，皮革容易吸收水分，而水具有导电性。如果穿着皮鞋的人走过水坑，鞋子会吸收水分，使皮革更具导电性。当穿着者在防静电地板上行走时，鞋子中的导电性与地板中的导电元件相结合，像ESD防护鞋一样将静电荷引导到地面。值得注意的是，ANSI/ESD测试要求在进行步行和系统电阻测试之前将鞋子在低湿度下调节48小时，这也是考虑到潮湿效应对测试结果的影响。

环境因素

灰尘和湿度等环境因素也会影响防静电地板的性能。当地板维护不当，其表面积累的灰尘和污垢会充当绝缘体，阻止鞋底与防静电地板正确接触。在这种情况下，地板本质上就变成了普通的非防静电表面。此外，低湿度会降低地板的电导率（增加电阻）最多两个数量级。对于电阻在可接受范围（10E5 – 10E8）内的地板，湿度通常对性能影响很小。但如果地板的电阻过高（高于10E8），低相对湿度可能会将其电阻增加到高达10E10，从而将看似符合ESD要求的地板变成产生静电的绝缘体。

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