中文摘要：

一种高效无害化表面有机物脱除技术目前成为了钢铁、半导体等领域急需的技术。项目采用预电离技术，研制高化学活性大气压放电低温等离子体射流，应用于表面有机物脱除。项目主要研究以单电极大气压射流作为预电离源，从而有效降低射流主放电击穿电压与维持电压，在高氧浓度气氛中形成稳定的大气压辉光放电模式，形成在高氧气混合比例与高功率密度条件下稳定运行的大气压射流，提高射流的化学活性，从而提高其有机物脱除的效率与效果；重点研究单电极射流预电离对主放电的稳定性影响，研究预电离源的放电与传输特性，研究主放电的放电稳定性、功率耦合、化学活性成分的产生，优化结构与运行参数，形成具有实用价值的技术；研究射流聚乙烯脱除的物理与化学机理，研究射流等离子体温度、成分等对脱除效率与效果的影响。在此基础上进一步优化射流结构与参数，形成具有自主知识产权的专利技术。

结论摘要：

研制出多种预电离结构等离子体射流，包括针-网、网-网放电结构，针-网、网-板放电结构，同轴丝网放电结构。研究表明，采用预电离技术，由于尖端效应，预电离针首先击穿放电产生Ar放电，放电产生的等离子体沿着石英管传输到主放电区，为主放电区的O2、Ar 混合气放电提供种子电子，这样导致主放电区的击穿与放电维持电压极大降低，而击穿电压降低是实现大气压均匀放电的主要条件，所以在主放电区，就可以保证在主放电区高的O2/Ar 混合比例条件下，也能产生均匀放电模式；而且由于预电离提供了有效的种子电子，主放电区的放电即使在低的维持电压下，放电强度也比较强，从而保证可以产生高密度放电等离子体。研究结果表明，采用预电离技术，射流离等离子体密度可以达到8.9×1013 cm？3；当射流工作气体中O2/Ar 混合比例高达6%时，放电仍然很均匀稳定；等离子体射流产生的O 浓度高达6×1016-1×1017/cm3，所以具有很高的化学活性；利用该射流，对重油的处理效率可以达到0.1 mm/s，处理效率极大提高。研究也发现当工作电压频率超过100 kHz时，放电从脉冲模式过渡到连续模式，从而提高了射流的放电与工作效率。项目也对射流的物理特性进行了大量的研究，测量得到射流子弹速度在1.5-16 km/s 范围之内。项目进一步利用该射流进行了玻璃表面油污清洗的研究，研究结果表明，射流中的O 浓度是决定处理速度与效率的关键因素，但也与射流温度、射流中的亚稳态密度有一定关系。项目也对预电离单射流集成化以及大面积均匀射流进行了研究，形成了大面积高效表面处理技术。