文 献 综 述

1、引言

大气压低温等离子体是最近发展起来的一种新型的放电技术。他有放电温度低，放电装置灵活，化学活性可控性好等优点。因此，其在材料表面改性，杀菌消毒以及生物化学等领域具有广泛的应用前景。因此，他的放电机理和应用研究受到了国内外的广泛关注。但是，在目前的研究中采用的射流装置中产生的等离子体体积很小，他的处理面积一般不超过几平方毫米。尺度过小的缺点限制了他的应用前景。

气体放电是产生低温等离子的一种非常有效的途径。从20世纪90年代始，气体放电等离子体及其应用技术迅速发展。他的相关研究和应用领域涉及生物医学、环境保护、垃圾处理、材料的表面改性、流动控制、等离子体点火以及辅助燃烧等。可以产生低温等离子体的气体放电形式非常多。他们根据放电属性分类有：汤生放电，光辉放电，电晕放电等；根据放电结构分类有：介质阻挡放电，滑动放电，射流放电等；根据激励源分类有：直流放电，交流放电等；等离子体特性和放电特性紧密相关，而放电特性与激励电源，放电模式和产生的条件相关。

2、研究意义

在高电压绝缘设备中，许多绝缘材料的气固交界面是绝缘的脆弱环节。绝缘材料表面的放电现象成为了目前国内外研究的热点和前沿问题。高压电气设备使用的绝缘材料尤其是他的表面绝缘状况是决定设备尺寸、性能及稳定性的重要因素之一。处在高压电场中的绝缘材料容易发生沿面闪络放电，且闪络电压远低于体击穿强度，严重影响电气设备和电力系统的安全运行。所以，提高绝缘材料表面的耐压性可以提高材料稳定性，减少表面闪络。

3、实验方法

研究者们对射流放电进行了大尺度扩展，以许多个小尺度的射流做为基本单元，将它们并联排列起来从而获得较大面积等离子体，这称为射流阵列。射流阵列通过将很多个射流单元排列组合起来，能够适应不同面积和体积的处理对象，而且也可以对阵列中的单个射流源进行控制，从而达到不同强度的处理，大大加强了处理的灵活性与实用性，因此更具应用前景，目前射流阵列的研究已经成为研究热点之一。研究者们以单个射流为基本单元设计了不同结构的射流阵列，并就其放电特性、机理和应用效果等做了一定探讨，取得了一定的进展。

4、研究现状

材料表面改性是放电等离子体的传统应用领域，自20世纪 90 年代以来受到了广泛的关注。等离子体改性的材料一般有聚合物材料、纤维材料以及生物材料等。其中，聚合物材料有聚四氟乙烯、聚酰亚胺等，等离子体处理方法可以改善这些材料表面粘接性差、亲水性差、电学性能差等缺点。国内外研究者研究了不同的等离子体参数对材料表面的影响，国内外认为均匀等离子体对于材料表面改性的效果要远远优于非均匀的等离子体。另一方面，在不同的工作气体氛围下产生的低温等离子体，对材料表面的改性作用不同，这些工作气体主要分为反应性工作气体和非反应性工作气体，典型的非反应性工作气体有氩气、氦气等惰性气体，典型的反应性气体主要有空气、氧气等。通过扫描电镜（SEM）与原子力显微镜（AFM）观察、X 射线能谱仪（XPS）分析、红外傅里叶变换光谱（FTIR）分析等手段对材料的表面化学成分和表面形态进行分析，国内外研究者普遍认为等离子体材料改性的机理主要包括 3 个方面：等离子体表面刻蚀作用，化学键的断裂和交联和材料表面新的官能团的引入。