文献综述

1 研究目的与意义

大气压低温等离子体具有成本低廉、无废弃物、无污染、空间富集数量大种类繁多的离子、电子、激发态原子、分子、及自由基等活性粒子的显著优点，这使得低温等离子体物理与应用已经发展成为具有广泛影响力的科学技术，近年来被广泛应用于材料、微电子、化工、机械及环境保护等众多科学领域。目前，高速发展的微电子科学、环境科学、能源与材料科学等领域，又为低温等离子科学，尤其是等离子体射流的发展带来了新的机遇与挑战。

虽然大气压等离子体射流有着显著的优点，并且也在应用中取得一定的成果，但目前对大气压等离子体射流的研究还不完善，对不同条件下射流产生机理、稳定机制以及参数优化等方面尚不完全清楚；对大气压等离子体射流电气模型的建立尚显粗糙。因此，对大气压等离子体射流电气仿真模型的建立对于深入全面地研究大气压等离子体射流具有重要意义。

2 概述

2.1 等离子体

通常情况下，只要环境温度不为零度，气体就一定会有微量粒子是自然电离的，但是电离粒子的数量不会使气体的性质发生改变。如果外界环境发生改变或者施加人为的影响，当气体完全电离或部分电离后，其中自由电子和离子所带的电荷总数上是相互抵消的，这种状态下的气体，即称为等离子体，也称为物质的第四态。

2.2 新型等离子体源

大气压等离子体作为一种新型的等离子体源，利用气流和电场的作用使放电区域产生的等离子体从喷管口或孔口喷出，在无固体边界约束的外界气体环境中作朝向工作区域的定向流动，形成等离子体射流。这种方法在实现放电区域与工作区域分离的同时，又保证大部分活性物种和载能带电粒子能够输运到所处理的物体表面。与其他形式低温等离子源相比，其离子与电子能量高，不但克服了常规介质阻挡放电丝状等离子体局部能量有时过高会灼伤材料的缺点，而且形式更为灵活，不受改性空间的限制。射流低温等离子体为开放式，处理范围大，特别适合对二维或三维高分子材料物体的表面进行改性，尤其在各种特殊形状，如三维物体上的孔、槽和凹陷部位的材料处理上，更显示了其优越性。

2.3 大气压低温等离子体射流