介质阻挡放电是在大气压条件下产生非平衡等离子体最为简单有效的方法之一,因其操作简单、生产成本低等优点在材料改性、生物医学、能源环境和航天航空等领域具有广泛的应用前景。但是大气压介质阻挡放电通常表现为丝状放电模式,而均匀放电在实际应用的过程中具有更高的价值,因此如何提高放电均匀性是研究者们重点关注的问题之一。相关研究表明,气流和磁场不仅能够提高放电的均匀性,同时也会影响放电特性,这需要探究其对放电特性影响的机理。本文在气流和磁场环境下采用纳秒脉冲电源激励介质阻挡放电结构产生等离子体,并结合电学和光学测量手段,开展了以下的研究工作:1.采用非对称板-板介质阻挡放电结构,其目的是产生平行于电极的电场(横向电场)分量,在气流速度为0-40 m/s范围内研究了横向电场对放电的影响。研究发现,电极错开区域表现为弥散放电,而在对齐区域微放电通道发生定向移动,这表明弥散放电的产生与微放电通道的移动有关。通过拍摄放电的演化图像,计算得到了微放电通道的移动速度,发现弥散放电面积和微放电通道的移动速度均随着气隙间距和脉冲重复频率的减小而增加,从而进一步验证了微放电通道的移动是导致弥散放电产生的关键因素。引入气流,在气流入口处首先出现细密的丝状放电,随着气流速度的增加,细密的丝状放电区域逐渐向下游扩展。与对称电极相比,当横向电场与气流方向一致时,非对称电极结构上游区域细密的丝状放电面积和空间电荷的移动速度均较大;反之,非对称电极的细密的丝状面积和空间电荷的移动速度较小。2.采用针-板介质阻挡放电结构,通过测量放电的电学和光学特性,研究了气流和磁场对针-板介质阻挡放电的影响机制。发现随着气流速度的增加,微放电通道会经历由“直立-弯曲-直立”状态的转变,同时气流会导致放电强度减弱,这表现在电流和光电流波形的强度均发生降低。一方面,气流将放电产生的部分热量和带电粒子以及亚稳态粒子吹出放电空间;另一方面,放电丝的路径增长导致气隙的阻性成分以及击穿电压增大。无论有无气流时,电流波形和光电流波形均表明磁场可以增强放电,但气流减弱施加磁场时的放电更明显。较高的施加电压和脉冲重复频率条件下,放电的电流和光电流波形强度更高,此时气流对放电的减弱程度更明显,而气流对较低施加电压和脉冲重复频率条件下的放电几乎没有影响。随着施加电压和脉冲重复频率的增加,微放电通道的弯曲状态所对应的最大气流速度是增加的。