与传统的介质阻挡放电相比，大气压等离子体射流利用惰性气体和电场的作用将产生的等离子体从反应器中喷射出，在常压环境中朝向工作区域的流动，实现放电与工作区域的分离，同时又使得活性粒子和载能带电微粒运输到所处理物体的表面，具有较强的处理灵活性和可控性。因此在生物医学、杀菌消毒、三废处理及聚合物材料表面改性等方面有着广阔的应用前景。目前，对于纯气体方面的研究已取得了一定的成果。但对混合气体，尤其是添加活性气体（如O2、H2O等）的研究还很不完善，对不同条件下射流放电演变规律、产生机理以及活性气体比例等方面尚不完全清楚;对大气压高活性等离子体射流用于材料表面改性等改性应用的效果、及有效控制方法等研究较少，还需要大量实验和理论研究，系统地对放电特性及应用等进行有效调控，以获得高活性等离子体。因此，需要对大气压高活性等离子体射流特性及应用等问题进行系统地深入研究。　　本文首先自行搭建大气压高活性等离子射流的实验平台和测量系统，研究射流等离子从初始放电到射流形成，再到稳定运行的过程，通过测量得到的电压电流波形、电压电荷Lissajous图形、发光图像及光谱特性诊断，得到其放电特性和参量的演变规律。其次，研究添加活性气体及不同含量下对射流等离子体的电气特性、发光特性及光谱特性的影响，在分析测量得到的实验数据基础上，给出等离子射流的稳定运行条件及参数范围，并比较了相同含量下不同气体中的谱线和微观粒子参量变化规律。最后在利用产生的高活性等离子体射流稳定运行范围内参数，对PP、PET、PTFE薄膜材料进行表面改性应用;研究了功率密度、处理时间、距离等因素对改性效果的影响以及改性后的老化问题。采用接触角测量、表面能计算、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱分析(FTIR)等手段分析改性前后材料表面亲水性、物理样貌和化学成分的变化，比较了Ar/H2O和Ar/O2中改性效果，得到改性的最佳条件。结合气体放电理论和改性机理，进行分析。　　研究表明:在纯Ar、Ar/H2O和Ar/O2三种气体环境中，大气压等离子体射流具有相同的放电模式，即都存在电晕放电、DBD以及射流形成等三个阶段，通过电气特性和发光图像可得到明显区分。相同含量下的不同气体中，各放电阶段的射流长度、放电参量和微观等离子体参数都随着电源电压幅值的增加而增加，但各阶段的增长幅度不同，电晕阶段增幅最小。电源电压幅值的增加，电流脉冲的个数和最大电流脉冲的幅值也相应增加。电子碰撞频提高，电子密度增加，致使发光强度增强。由于两电极之间的电子数密度最大，所以此处的光谱强度最强，对应的Tr和Tv值最大。由于水蒸气和氧气都是电负性气体，它们的添加，吸附了部分高能电子和激发态粒子，使得射流长度、放电参量和等离子体参数都有不同程度的减小。其中，纯Ar中的放电功率和传输电荷为最高，随着活性气体含量的升高，两参量随之减小。活性气体含量在0.5％时，潘宁电离产的的OH谱线达到最大强度。在此条件和相同功率下，Ar/H2O放电产生的OH谱线强度大于Ar/O2产生的，且前者的转动温度小于后者。本文产生高活性等离子体射流的转动温度在200K～720K范围变化，属低温等离子体范畴。APPJ改性结果表明:最优处理距离和活性气体含量分别为10mm和0.5％，在此条件下，功率密度为23.35W/cm3时，处理20s可达到最佳效果。增大功率密度、减小处理时间可以达到理想效果。由SEM观察其表面粗糙度增加，FTIR观测薄膜表面引入了含氧基团。材料处理后置于空气中存在老化效应，主要发生在处理后放置的前5天内，但置于空气中10天，不同气体条件下处理的薄膜，其接触角仍低于改性前的值。