目錄
序一
序二
前言
第一篇 放電及等離子體基礎(chǔ)
第1章 等離子體基礎(chǔ)和氣體放電理論（歐陽吉庭） 3
1.1 引言 3
1.2 等離子體的一般性質(zhì) 4
1.2.1 離子密度和電離度 4
1.2.2 電子溫度和離子溫度 5
1.2.3 等離子體的準(zhǔn)電中性 5
1.2.4 等離子體鞘 8
1.2.5 放電等離子體中的基本過程 9
1.2.6 帶電粒子的遷移和擴(kuò)散 11
1.3 氣體放電理論 14
1.3.1 湯生放電理論 15
1.3.2 流注放電理論 19
1.3.3 湯生放電與流注擊穿之間的過渡 26
1.4 大氣壓放電等離子體 27
1.5 小結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 30
第2章 大氣壓射頻氣體放電數(shù)值模擬（張遠(yuǎn)濤） 31
2.1 引言 31
2.2 常用理論與算法 34
2.2.1 描述大氣壓容性射頻放電的基本方程 34
2.2.2 以電流為輸入?yún)��?shù)的流體模型 38
2.2.3 以電壓為輸入?yún)��?shù)的流體模型 40
2.2.4 以功率為輸入?yún)��?shù)的流體模型 42
2.2.5 粒子種類與反應(yīng)集合的選擇 43
2.3 放電物理特性的數(shù)值模擬 45
2.3.1 放電模式及其轉(zhuǎn)化 45
2.3.2 頻率效應(yīng)與尺度效應(yīng) 49
2.3.3 射頻微等離子體的結(jié)構(gòu) 51
2.3.4 脈沖調(diào)制射頻放電等離子體 52
2.4 放電化學(xué)活性的數(shù)值模擬 56
2.4.1 主要活性粒子的演化特性 56
2.4.2 活性粒子產(chǎn)生的頻率與尺度效應(yīng) 60
2.4.3 脈沖調(diào)制對活性粒子的影響 62
2.5 小結(jié) 63
參考文獻(xiàn) 64
第3章 納秒脈沖放電粒子模擬（李永東劉純亮） 68
3.1 引言 68
3.2 粒子模擬技術(shù) 70
3.2.1 粒子模擬的基本原理 70
3.2.2 納秒脈沖放電物理過程的建模方法 77
3.3 模擬計算與分析 80
3.3.1 流注放電產(chǎn)生逃逸電子的粒子模擬 80
3.3.2 納秒脈沖電暈放電粒子模擬 89
3.4 小結(jié) 95
參考文獻(xiàn) 96
第4章 大氣壓介質(zhì)阻擋放電中的分岔與混沌現(xiàn)象（戴棟） 99
4.1 引言 99
4.2 不對稱周期一放電 102
4.2.1 實驗裝置與步驟 104
4.2.2 實驗結(jié)果與分析 105
4.3 倍周期分岔及通往混沌路徑 112
4.4 準(zhǔn)周期態(tài)放電 116
4.5 李雅普諾夫指數(shù)計算及混沌現(xiàn)象的判定 119
4.5.1 李雅普諾夫指數(shù) 120
4.5.2 時間序列最大李雅普諾夫指數(shù)的計算方法 121
4.5.3 小波分解 122
4.5.4 計算與分析 123
4.6 結(jié)論 127
參考文獻(xiàn) 127
第5章 脈沖放電等離子體發(fā)射光譜診斷（楊德正王文春） 130
5.1 引言 130
5.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 132
5.3 針板電極結(jié)構(gòu)納秒脈沖放電等離子體發(fā)射光譜診斷 134
5.3.1 光譜診斷實驗裝置 134
5.3.2 放電圖像及發(fā)射光譜 137
5.3.3 電壓極性和脈沖峰值對等離子體發(fā)射光譜的影響 140
5.3.4 電暈放電發(fā)射光譜強(qiáng)度空間分布 141
5.4 板板電極結(jié)構(gòu)大氣壓DBD等離子體發(fā)射光譜診斷 143
5.4.1 正弦交流驅(qū)動下He均勻放電發(fā)射光譜 143
5.4.2 大氣壓空氣納秒脈沖放電等離子體發(fā)射光譜 146
5.4.3 添加Ar、He及O2對氮氣放電發(fā)射光譜的影響 147
5.5 等離子體溫度測量與診斷 151
5.5.1 振動溫度與轉(zhuǎn)動溫度診斷原理 151
5.5.2 電極間隙、脈沖峰值電壓和脈沖寬度對振動溫度和轉(zhuǎn)動溫度的影響 154
5.6 小結(jié) 157
參考文獻(xiàn) 158
第二篇 放電及等離子體特性
第6章 大氣壓介質(zhì)阻擋均勻放電（羅海云王新新） 163
6.1 DBD研究概況 163
6.1.1 引言 163
6.1.2 DBD的研究歷史與現(xiàn)狀 165
6.1.3 均勻放電的界定與必要條件 169
6.2 大氣壓惰性氣體介質(zhì)阻擋均勻放電特性 172
6.2.1 放電特性與放電屬性 172
6.2.2 放電演化過程 175
6.2.3 放電光譜及彭寧電離 181
6.3 大氣壓氮氣介質(zhì)阻擋均勻放電 184
6.3.1 均勻放電的獲得 184
6.3.2 放電屬性 186
6.3.3 工作區(qū)間與擊穿電壓 187
6.4 大氣壓空氣介質(zhì)阻擋均勻放電 188
6.4.1 駐極體薄膜+絲網(wǎng)電極結(jié)構(gòu) 188
6.4.2 使用陶瓷片作為介質(zhì)材料 192
6.5 小結(jié) 195
參考文獻(xiàn) 196
第7章 大氣壓下納秒脈沖彌散放電（章程邵濤嚴(yán)萍） 200
7.1 引言 200
7.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展 201
7.3 納秒脈沖彌散放電特性研究 204
7.3.1 納秒脈沖氣體放電特性 204
7.3.2 彌散放電影響因素分析 207
7.3.3 彌散放電的維持電壓范圍 212
7.4 納秒脈沖彌散放電的電特性分析 215
7.4.1 傳導(dǎo)電流的計算 215
7.4.2 傳導(dǎo)電流影響因素分析 219
7.5 納秒脈沖彌散放電的機(jī)理探索 221
7.5.1 彌散放電與逃逸電子 221
7.5.2 彌散放電與粒子密度 224
7.5.3 彌散放電形成機(jī)理 226
7.6 小結(jié) 229
參考文獻(xiàn) 230
第8章 表面介質(zhì)阻擋放電流動控制（車學(xué)科聶萬勝邵濤） 234
8.1 引言 234
8.1.1 技術(shù)原理 234
8.1.2 實驗研究方法 237
8.1.3 數(shù)值模擬方法 238
8.2 表面介質(zhì)阻擋放電流動控制機(jī)理 242
8.2.1 等離子體流動作用機(jī)理 242
8.2.2 等離子體體積力產(chǎn)生機(jī)理 243
8.3 臨近空間納秒脈沖放電等離子體 248
8.3.1 納秒脈沖放電過程 248
8.3.2 高度對放電的影響 251
8.4 地面納秒脈沖放電等離子體 256
8.4.1 施加電壓、脈沖頻率及電極參數(shù)對放電特性的影響 256
8.4.2 放電傳輸電荷及脈沖能量特性 259
8.5 地面亞微秒脈沖放電等離子體 262
8.5.1 誘導(dǎo)漩渦的產(chǎn)生過程 262
8.5.2 脈沖重復(fù)頻率和數(shù)量對誘導(dǎo)漩渦的影響 266
8.6 小結(jié) 268
參考文獻(xiàn) 269
第9章 大氣壓冷等離子體射流（江南曹則賢） 272
9.1 引言 272
9.2 等離子體射流的基本特性 276
9.2.1 實驗裝置 276
9.2.2 氦氣石英管共軸DBD的基本電特性 277
9.2.3 電暈放電等離子體射流 280
9.2.4 電荷溢流現(xiàn)象 282
9.3 等離子體子彈傳輸特性 284
9.4 等離子體氣流相互作用 289
9.5 氦氣與氬氣冷等離子體射流的比較 291
9.6 彭寧效應(yīng)在冷等離子體射流中的作用 295
9.6.1 實驗 296
9.6.2 討論 299
9.7 小結(jié) 301
參考文獻(xiàn) 302
第10章 等離子體高能合成射流（夏智勛羅振兵王林） 306
10.1 引言 306
10.2 設(shè)計思想 308
10.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展 310
10.4 等離子體高能合成射流數(shù)值模擬 312
10.4.1 數(shù)值模擬方法 313
10.4.2 能量效率及工作特性 316
10.4.3 參數(shù)影響特性 320
10.5 等離子體高能合成射流實驗 323
10.5.1 實驗系統(tǒng)與方法 323
10.5.2 激勵器放電特性 325
10.5.3 射流流場特性及參數(shù)影響規(guī)律 327
10.6 三電極等離子體高能合成射流激勵器 334
10.6.1 激勵器設(shè)計及工作過程 334
10.6.2 不同環(huán)境氣壓下放電特性 336
10.6.3 不同環(huán)境氣壓下流場特征 338
10.7 小結(jié) 340
參考文獻(xiàn) 341
第11章 射頻介質(zhì)阻擋放電與脈沖射頻等離子體（劉大偉） 345
11.1 引言 345
11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 346
11.3 射頻絕緣介質(zhì)阻擋放電 348
11.3.1 電子加熱機(jī)制 348
11.3.2 γ模式下的擴(kuò)散放電模式 352
11.3.3 電特性及動態(tài)過程 356
11.3.4 射頻介質(zhì)阻擋放電同金屬電極放電對比 360
11.3.5 射頻介質(zhì)阻擋放電的模擬計算 364
11.4 脈沖射頻等離子體 368
11.4.1 脈沖調(diào)制射頻介質(zhì)阻擋輝光放電模式 368
11.4.2 脈沖放電模式轉(zhuǎn)變和脈沖射頻容性耦合等離子體O（5P1）產(chǎn)生機(jī)制 372
11.4.3 脈沖射頻等離子體射流推進(jìn)特性 377
11.5 小結(jié) 380
參考文獻(xiàn) 381
第三篇 放電及等離子體應(yīng)用
第12章 大氣壓放電等離子體在材料表面改性中的應(yīng)用（方志 邵濤） 385
12.1 引言 385
12.2 等離子體材料表面改性的方法及原理 387
12.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展 390
12.4 DBD表面親水改性 392
12.4.1 絲狀模式DBD改性 392
12.4.2 均勻模式DBD改性 395
12.4.3 功率密度對改性效果的影響 399
12.4.4 納秒脈沖下絲狀和均勻模式改性效果對比 402
12.5 DBD表面憎水性改性 404
12.5.1 提高玻璃表面憎水性 404
12.5.2 提高有機(jī)玻璃表面憎水性 408
12.6 等離子體改性機(jī)理探索 411
12.6.1 親水性改性機(jī)理 411
12.6.2 憎水性改性機(jī)理 413
12.7 小結(jié) 414
參考文獻(xiàn) 415
第13章 大氣壓放電等離子體在廢水處理中的應(yīng)用（李杰 商克峰 魯娜 吳彥） 418
13.1 引言 418
13.2 液體放電等離子體過程 419
13.2.1 液體電擊穿過程 419
13.2.2 液體電擊穿機(jī)理 420
13.3 放電等離子體水處理研究進(jìn)展 421
13.3.1 放電等離子體水處理物理與化學(xué)特性 421
13.3.2 放電等離子體水處理 424
13.4 幾種放電等離子體水處理方法 425
13.4.1 水中多針板脈沖放電等離子體水處理 425
13.4.2 水中脈沖放電等離子體流注誘導(dǎo)TiO2提高水處理效果 427
13.4.3 氣液聯(lián)合脈沖放電等離子體水處理 432
13.4.4 介質(zhì)阻擋型氣相放電等離子體活性物質(zhì)注入水處理 435
13.4.5 活性炭吸附等離子體氧化聯(lián)合處理廢水 437
13.5 小結(jié) 441
參考文獻(xiàn) 442
第14章 大氣壓等離子體在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（劉定新） 446
14.1 引言 446
14.2 發(fā)展歷史 448
14.3 基本原理 450
14.3.1 等離子體細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ) 450
14.3.2 等離子體生物化學(xué)基礎(chǔ) 453
14.3.3 等離子體動物與臨床試驗基礎(chǔ) 459
14.3.4 醫(yī)用等離子體源及其基本特性 463
14.4 研究現(xiàn)狀與前沿問題 467
14.4.1 醫(yī)用等離子體化學(xué)特性的定量分析與控制 467
14.4.2 等離子體生物效應(yīng)的選擇性效果及其分子機(jī)制 470
14.4.3 等離子體醫(yī)學(xué)應(yīng)用與等離子體源的發(fā)展現(xiàn)狀 472
14.5 小結(jié) 477
參考文獻(xiàn) 478
第15章 等離子體流動控制在改善氣動特性中的應(yīng)用（吳云 李應(yīng)紅 梁華） 484
15.1 引言 484
15.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 485
15.3 DBD等離子體氣動激勵特性 486
15.3.1 正弦波DBD等離子體氣動激勵特性 487
15.3.2 納秒脈沖DBD等離子體氣動激勵特性 491
15.4 提高抑制流動分離能力的等離子體沖擊流動控制原理 504
15.4.1 基本原理 504
15.4.2 等離子體沖擊氣動激勵機(jī)理 505
15.4.3 提高抑制流動分離能力的數(shù)值仿真 505
15.4.4 實驗驗證 509
15.5 小結(jié) 514
參考文獻(xiàn) 515
第16章 大氣壓射頻輝光放電等離子體在生物誘變育種中的應(yīng)用（李和平 邢新會 張翀） 519
16.1 概述 519
16.1.1 大氣壓放電等離子體簡介 519
16.1.2 微生物誘變育種的發(fā)展趨勢及對育種技術(shù)的要求 521
16.2 大氣壓射頻輝光放電等離子體源物理特性研究 525
16.2.1 等離子體產(chǎn)生方法 525
16.2.2 環(huán)境空氣對等離子體特性影響 528
16.3 大氣壓射頻輝光放電等離子體射流生物學(xué)效應(yīng) 533
16.3.1 等離子體射流對生物體遺傳物質(zhì)的作用效果 534
16.3.2 等離子體射流對蛋白質(zhì)的作用效果 537
16.4 常壓室溫等離子體誘變育種研究進(jìn)展 538
16.4.1 常壓室溫等離子體生物誘變儀研制 539
16.4.2 常壓室溫等離子體誘變育種應(yīng)用 540
16.5 小結(jié) 544
參考文獻(xiàn) 544
第17章 大氣壓分區(qū)激勵等離子體反應(yīng)器陣列及其高級氧化技術(shù)應(yīng)用（張芝濤 白敏冬 俞哲田一平） 548
17.1 引言 548
17.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 549
17.3 大氣壓平板等離子體反應(yīng)器及其特性 550
17.3.1 平板等離子體反應(yīng)器 550
17.3.2 放電模式 560
17.3.3 尺度放大效應(yīng)及其成因 573
17.3.4 分區(qū)激勵技術(shù) 574
17.4 高級氧化技術(shù)應(yīng)用 576
17.4.1 高級氧化技術(shù)應(yīng)用模式 576
17.4.2 船舶壓載水高級氧化處理技術(shù)應(yīng)用 578
17.4.3 生活飲用水高級氧化處理技術(shù)應(yīng)用 580
17.5 小結(jié) 582
參考文獻(xiàn) 583
第18章 高壓脈沖電場食品非熱加工技術(shù)（張若兵 陳杰 王黎明） 586
18.1 引言 586
18.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 589
18.3 高壓脈沖電場設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù) 593
18.3.1 脈沖電源 593
18.3.2 PEF處理室及放電問題 596
18.3.3 PEF技術(shù)殺菌過程中的電極腐蝕 600
18.4 高壓脈沖電場應(yīng)用 603
18.4.1 在液態(tài)食品殺菌中的應(yīng)用 603
18.4.2 在鈍酶和食品貨架期品質(zhì)保持中的應(yīng)用 606
18.4.3 在胞內(nèi)物質(zhì)提取和其他方面的應(yīng)用 607
18.5 小結(jié) 609
參考文獻(xiàn) 609