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大气压等离子体射流作为一种新型等离子体源,受到越来越多研究者的关注。近十年来得到了快速的发展,成为国际等离子体科学与技术领域的研究热点之一。大气压等离子体射流结构简单,无需昂贵的真空系统,在开放的空气中就可以产生。产生的等离子体温度低、化学活性强、处理对象灵活等独特的技术优势,在生物医学、材料处理、污水治理等方面有着广阔的应用前景。本文以大气压等离子体射流为研究对象,在以下几个方面开展了研究工作: 1.脉冲激励源下等离子体射流特性的研究。比较了纳秒和微秒两种脉冲激励源产生等离子体射流的特性,研究发现在同等条件下纳秒脉冲等离子体射流的放电电流要远大于微秒脉冲下产生的等离子体射流,且射流长度更长,产生活性粒子的强度更大、数量更多;正负极性脉冲产生的等离子体射流在空间形态上有所区别,在正极性脉冲下等离子体射流呈子弹状,而负极性脉冲下等离子体射流表现为均匀连续。相比之下,正极性脉冲等离子体射流在射流长度、发射光谱强度等方面均强于负极性脉冲等离子体射流。 2.脉冲激励等离子体射流阵列均匀性研究。等离子射流阵列受到管管之间的相互作用,其稳定性会受到影响。增加管-管之间的距离,等离子体射流的放电电流和发射光谱强度逐渐变得一致均匀;随着脉冲电压幅值的增加,各根管中等离子体射流阵列的电场分布越不均匀,导致射流起始于阵列的两端,当中间管的电场强度达到氦气的击穿场强时,能够形成均匀性较好的等离子体射流阵列;地电极与管口距离为20mm时,射流阵列的均匀性最好;在氦气等离子体射流阵列中混入氧气可以有效的提高等离子体射流阵列的均匀性,氧气的加入可以有效提高潘宁电离,产生更多的有效粒子,使得等离子体射流阵列的均匀性得到提高。 3.大气压脉冲等离子体射流增强PMMA表面真空沿面闪络特性的研究。氦气等离子体射流处理PMMA表面后呈亲水性,经过AFM和XPS分析后发现,90秒处理后材料表面粗糙度提高了2倍以上,表面C含量降低,而O的含量增加,同时引入了极性基团。随着亲水改性效果的增加,两种脉冲激励下PMMA的真空沿面闪络电压均得到了明显的提升,增强了PMMA的表面绝缘强度。