大气（常压）等离子放电原理
金徕等离子陈工
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大气压等离子放电在常压环境下进行，无需真空腔体和真空泵系统，设备结构简单、成本低，适合在线连续化生产。主要技术路线包括介质阻挡放电、电晕放电、等离子体射流和滑动弧放电四种。
3.2.1 介质阻挡放电（DBD）
介质阻挡放电是在两个电极之间插入绝缘介质层（玻璃、陶瓷、聚合物薄膜等）的放电形式，是大气压等离子体的主要技术之一。
工作原理：介质层阻止直流电流通过，只允许位移电流；施加交流高压（通常1-30 kHz，1-20 kV），气体间隙被击穿；介质表面电荷积累限制电流增长，防止形成电弧；形成大量微放电通道（丝状放电）或均匀放电。
放电模式：丝状放电（Filamentary DBD）：大量随机分布的细放电丝，每个丝直径约100 μm，持续时间约10 ns，整体效果宏观均匀但微观不均匀。均匀放电（Homogeneous DBD）：在大气压下实现大面积均匀放电，需要特殊条件（如特殊气体配比、脉冲电源、预电离等）。
DBD特点：
| 优点 | 缺点 |
| 可在常压下工作 | 丝状放电微观不均匀 |
| 无需真空系统，成本低 | 处理精度受限 |
| 适合连续化生产 | 功率密度有限 |
| 可处理薄膜、织物等大面积材料 | 对复杂三维形状适应性差 |
典型应用：薄膜电晕处理（包装行业）、织物表面处理、空气净化器、臭氧发生器。
3.2.2 电晕放电（Corona）
电晕放电是在曲率半径很小的电极（如针尖、细线）附近发生的局部自持放电。
工作原理：尖端电极附近电场强度极高（E与1/r成正比），超过气体击穿场强；局部气体电离，形成发光电晕层；远离电极区域电场较弱，不足以维持放电；整体电流较小，属于局部放电。
电晕处理机结构：电极形式包括针阵列、线电极、陶瓷电极辊；电源采用高频高压（10-40 kHz，5-20 kV）；处理对象为薄膜、纸张、金属箔等连续卷材。
电晕处理特点：处理速度快（可达数百米/分钟）；适合薄膜类材料的单面处理；处理均匀性受电极间距、薄膜张力影响；可能产生臭氧，需通风处理。
3.2.3 等离子体射流（Plasma Jet）
等离子体射流是将等离子体通过气流从喷嘴喷出，形成可远距离传输的等离子体束，是近年来发展最迅速的大气压等离子技术。
工作原理：在喷嘴内部（通常同轴电极结构）产生等离子体；工作气体（压缩空气、氮气、氩气等）以一定流速通过放电区；气流将活性粒子带出喷嘴，形成射流；射流长度通常为10-50 mm，可接触工件表面进行处理。
射流特性：射流头部温度约100-300°C，尾部接近室温；富含自由基、激发态粒子、少量离子；可进入微小缝隙和凹陷区域；通过调节功率、气流、距离精确控制处理强度。
等离子体射流优势：
| 优势 | 说明 |
| 远程处理 | 等离子体可离开喷嘴，处理非导电工件 |
| 三维适应性 | 可处理复杂形状、凹槽、死角 |
| 局部处理 | 可精确定位处理区域 |
| 在线集成 | 易于与机器人、自动化产线集成 |
| 无需真空 | 常压工作，无需真空腔体 |
典型结构：同轴DBD射流（中心电极加外环电极，介质管隔离，结构简单）；等离子体炬（Plasma Torch，类似电弧但功率较低，射流温度较高）；射频/微波射流（使用射频或微波电源，可产生更高密度等离子体）。
3.2.4 滑动弧放电（Gliding Arc）
滑动弧放电是在两个发散电极之间产生的大气压非平衡等离子体。
工作原理：两个电极呈V形或喇叭形布置，底部间距最小；施加高压，在底部最小间距处击穿形成电弧；气流推动电弧向上滑动，弧根在电极表面滑动；电弧被拉长，功率密度降低，温度下降；在电弧上部区域形成非热等离子体。
滑动弧特点：可产生较大体积的非热等离子体；功率范围宽（几百瓦至几十千瓦）；适合大流量气体处理（废气处理、燃料重整）；电弧运动带来一定不稳定性。