一.课题研究背景及意义 随着工业生产的迅速发展，材料的应用领域越来越广，对材料表面性能的要求也越来越高，为此人们采用了多种方法对材料进行表面改性，以提高其表面性能从而适应不同的应用要求。

在工业中运用较多的是化学处理与新兴的等离子体处理。

近年来，在工业生产中得到越来越广泛的应用离子体是低温非平衡态等离子体。

高温等离子体和低温平衡态离子体因为其温度非常高，达到了一万摄氏度以上，对处理材料要求苛刻，难以在工业中大规模应用，而低温非平衡态等离子体的宏观温度只有几百摄氏度甚至接近室温，利于工业应用。

非平衡态等离子体空间富集的离子、电子、激发态原子、分子及自由基都是极活泼的反应性物种，这些活性粒子数量大、种类繁多，其种类和活性均高于通常化学反应器所产生的活性粒子，更易于和所接触的材料表面发生反应，因此可被用来对材料表面进行处理。

和传统方法相比，等离子体表面处理具有很好的表面成分控制、成本低廉、无废弃物、无污染等显著优点，更值得注意的是，采用等离子体做表面处理，有时可得到多种新材料，达到传统化学方法难以得到的处理效果。

目前，多数低温等离子体是在几百帕的低气压下通过气体放电产生的，但对于大规模工业生产，低气压等离子体存在两个重要的缺点:(1)放电反应室处于低气压状态，需采用真空系统，投资高且应用复杂；(2)采取低效率的分批处理需要不断的打开真空室取出成品、添加试品，然后重新抽真空，充入工作气体，难于连续生产。

因此，最适合用于工业生产的是大气压开放空气环境中放电产生的非平衡态等离子体。

大气压非平衡态等离子体的产生方法主要有电晕放电以及介质阻挡放电。

电晕放电虽然易于维持，但是电场极不均匀，电晕只发生在临界半径(径向衰减的电场在该处强度正好等于工作气体的击穿场强)区域内，因此电晕放电具有区域小、电流弱、产生等离子体及活性物种的效率较低等缺点，在运用中往往要进行阵列式设计，发生器设计又趋于复杂化，控制的因素也相对增多。