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大气压等离子体射流(APPJ)作为等离子体的主要放电形式,具有较好的放电应用前景,但由于其放电处理面积小,放电强度相对较弱等现象,影响了其在实际应用领域的发展。与单管等离子体射流相比,大气压等离子体射流阵列能满足工业领域对大面积低温等离子体源的需要,且具有更强的处理灵活性,在材料表面处理、等离子体医学、环境工程以及一些高新技术领域体现其独特的优势。目前国内外的射流阵列研究主要集中在以He为工作气体方面,对于使用低成本的气体,如Ar等实现射流阵列的研究较少。且对大面积等离子体射流阵列的放电演变规律、活性粒子变化、放电机理、稳定机制以及不同影响因素对射流阵列放电特性的影响尚不完全清楚。为了降低射流阵列的运行成本,同时对其进行深入研究以及工业化应用,需要进行大量的实验和理论研究,系统地掌握射流阵列的放电特性及放电规律等,以获得最佳的射流阵列运行模式和运行参数范围。 本文通过在自行建立的一维和二维射流阵列装置上实现Ar等离子体射流阵列的放电,通过各种测量手段研究了Ar等离子体射流阵列的放电演变规律、放电特性以及各种实验条件对射流阵列的放电影响,并得到了Ar等离子体射流阵列放电的最佳运行模式和运行参数范围。并研究了各种实验条件下等离子体射流阵列中的耦合机制,结合射流阵列的放电机理,对射流阵列中各种物理和化学变化进行了详细的分析。 实验研究表明:通过笔者设计的实验装置利用工作气体Ar可实现射流阵列放电,一维Ar等离子体射流阵列的放电演变规律从电晕放电到介质阻挡放电(DBD)最后发展为射流放电,可通过发光图像和电压-电流波形图进行区分;二维Ar等离子体射流阵列放电存在两种模式:强耦合型和大而积型。在一维Ar等离子体射流阵列中工作气体流速达到湍流临界值20L/min时,等离子体羽长度达到最长。电源频率在20kHz时放电强度最佳,放电均匀性最好。放电功率和传输电荷量随一维射流阵列的射流单元数的增长呈现线性变化趋势。外加电压幅值在9kV时,二维射流阵列的放电强度较大且均匀性较好。中心管放电强度在中心管气体流速达到湍流临界值6L/min时最强。四周管气体流速决定着射流阵列的放电形式,四周管气体流速较小时,四周管放电较弱,中心管放电强度较大,表现为强耦合型放电;四周管气体流速较大时,四周管放电强度增大,各管放电强度大致相同,且四周管出现边缘现象,形成大面积射流。由于谐振频率的存在,二维射流阵列的放电在20kHz时最大。管间距越小,二维射流阵列中各管参与放电的粒子浓度越高,放电强度越大。通过系统的实验研究得到射流阵列的最佳运行条件和射流阵列各管间的相互作用力的变化规律与机理分析。