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文献综述
1.概述
等离子体是物质存在的又一种基本形态。任何由中性粒子组成的气体，只要外界供给能量，使气体温度升到足够高时，都可以成为等离子体。对于同一种物质来说，处于等离子体态时的温度要比处于固态、液态和气体时高。一般来说，等离子体粒子是由带电粒子(包括正离子、负离子、电子)和各种中性粒子(包括原子、分子、自由基和活性基团)组成的集合体，它在宏观上呈电中性。我们将这种含有带电粒子的物质称为等离子体。
按照等离子体的热力学平衡状态可以将等离子体分为：安全热力学平衡等离子体(高温等离子体)；局部热力学平衡等离子体；非热力学平衡等离子体(低温等离子体)。按照等离子体的存在方式、电离度和粒子密度。等离子体也可分为：天然等离子体和人工等离子体；完全电离等离子体(α=1)、部分电离等离子体(0.01α1)和弱电离等离子体；稠密等离子体(高气压等离子体)和稀薄等离子体(低压等离子体)。
目前，关于等离子体的应用已经产生了一个新兴学科等离子体科学，它是应用科学的一部分，它所涉及到的领域已经扩展到污染物处理工程、核物理、新型材料生产、半导体技术、功能薄膜沉积等，等离子体科学的发展已然为世界第一大问题能源问题提供了很多类似于核聚变工程等的可行性的方案和解决办法，许多研究学者也为此付出了很多的努力。尤其在半导体工程领域，应用等离子体加工环节是大势所趋，在电子集成电路的生产过程中，等离子体技术的加工过程比起原始的化学工业加工有着很多显著的优势，这些在当今环境能源问题的大趋势下都是必要的发展方向，这也说明等离子体技术的有着巨大的发展前景。除此之外，等离子体对于制造低价格和微型的芯片零件有很大的优势，因为等离子体有着独特的各向异性刻蚀技术。以上是等离子体技术在半导体加工领域的应用，除了半导体领域，等离子体还广泛应用于材料改性处理领域、等离子体喷涂以及金属切割焊接加工工艺和等离子体空间推进器和等离子体显示器领域，与此同时，金刚石工业的发展也随着等离子体技术的发展得到了推进，著名的金刚石膜的生产也随着等离子体沉积技术的发展成为可能，通过等离子体放电分解氢气与石墨/含碳气体便可以在基片上沉积出金刚石膜。在处理污染物废弃物的领域等离子体科技也发挥了很大的作用，有一些很难处理的污染物，等离子体的一个特性就是可以通过很高的温度解离成具有高能量的粒子和化学键。一个可行性的试想就是将以上很难以处理的污染物通过解离的手段分解为对人类和环境无危险的成分，而等离子体技术处理手段的一个优势就是高效和分解彻底。
2.大气压等离子体射流
大气压低温等离子体射流基本放电形式是介质阻挡放电，同时因为有快速气流吹动，气流的存在可以进一步抑制放电过程中可能产生的放电通道过于集中的问题，有利于产生一种稳定而均匀的放电形式；此外，气流的吹动可以把放电空间产生的一些活性成分、激发态粒子、甚至荷电粒子导出放电空间区域，这样就可以实现放电区域与工作区域的分离，使这种放电等离子体发生器具有更大的实用性。
大气压等离子体射流技术受到众多国内外学者的关注。这种大气压等离子体射流(APPJ)技术的显著的优点是可以在大气压的环境下制造等离子体，这也就大大的降低了生产成本，省去了昂贵的低真空设备和器材，除此之外，另一个优点是射流实验具有很高的可操作性，在普通的低温环境即可进行。近几年，全世界各个国家都针对大气压等离子体射流实验开展了各种研究项目。很快，很多国内外的学者和研究小组都针对大气压等离子体射流装置、机理和应用展开研究。最早的大气压等离子体实验可以追溯到1992年，Hidcomi等人利用不锈钢同轴圆柱电极产生的大气压冷等离子体射流。大气压等离子体射流装置又发展成很多不同的种类，一般采用的外加电源的频率是13.56MHz，正弦变化的交流高压电源或电压脉冲，使用的电极也从之前的单一形式逐渐发展为现在的针-环结构、环-环结构、单针结构、悬浮电极结构、阵列化形式。如图1所示为几种常见的大气压等离子体射流装置的示意图，其结构示意图分别为：(a)悬浮结构电极、(b)针-环形式电极、(c)环-环结构式电极、(d)同轴电极、(e)单电极、(f)阵列形式电极。
(a)悬浮结构电极(b)针-环形式电极(c)环-环结构式电极(d)同轴电极(e)单电极(f)阵列形式电极
图1大气压等离子体射流的装置结构
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