DBD是在大气压条件下获得非平衡等离子体的有效方法之一,在等离子体化学、紫外光源、环境工程、高功率气体激光器等许多领域有着广泛的应用,具有深远的发展前景。但目前工业化DBD等离子体源构建中存在理论基础薄弱、电介质材料性能低下、系统难以匹配、效率不高等诸多问题。针对构建工业化DBD等离子体源的需要,本文依托国家科技发展支撑计划项目(编号:2006BAC11B06)与教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-05-0296),对工业化DBD等离子体源构建中涉及的DBD电介质层制备、空间局域电场强化两个主要问题进行研究。
　　搪玻璃的介电常数适中,烧成容易,可以制造的很薄,与金属电极结合紧密,导热性能好,机械强度高,抗化学腐蚀性能优良,可修复,可以作为很好的DBD电介质材料。但要在强电场条件下工作也存在电绝缘性能不稳定,受工艺影响大等缺点。
　　针对上述问题,对DBD镇流层制备工艺进行如下改良:第一,钢坯表面处理工艺引入两次退火处理;第二,调浆时以酒精为稀释剂并加入适当的NaCl为悬浮剂;第三,涂搪工艺采用湿法自动滚釉的涂搪方式;第四,搪烧工艺采用低温长烧制度,具体的温控方式为线性梯度控温方法。通过研究DBD镇流层介电性能和放电实验,证明上述工艺制度为制作DBD镇流层的最优工艺方法。目前工业应用中对等离子体源的基本要求是高密度、高效率。而非对称电极能有效强化DBD空间电场,从而提高DBD等离子体的浓度。
　　为此,通过改变电极形状和曲率半径,构建三种不同曲率的电极形式,分别为平板电极、条形电极和针状电极。观察分析此三种电极形式下的DBD放电斑图、DBD放电功率、电场强度、伏安特性、DBD放电波形得到,无论激励频率、激励电压以及放电间隙如何改变,随着电极曲率的增加,DBD微放电辐射光强逐渐增强:DBD功率密度逐渐增加:DBD等效电场强度逐渐增大;因此说明电极曲率的增加能有效提高放电空间电场强度,提高DBD放电功率密度。