大气压气体放电及其等离子体应用

大气压放电及等离子体应用是新兴的重要学科方向，展现了丰富的科学探索价值与广阔的市场应用前景。总结当前大气压气体放电及其等离子体应用的研究成果，指明最前沿的学术问题和研究方向，有助于低温等离子体的科学研究与人才培养事业。

——孔刚玉

教授/IEEE Fellow

西安交通大学

等离子体是固体、液体和气体三态以外的物质第四态，主要由电子、离子、原子、分子、活性自由基等组成。从19世纪中叶起，人类开始利用电场和磁场来产生和控制等离子体，当前大气压冷等离子体被广泛应用于臭氧合成、废气处理、辅助燃烧、表面改性、医用灭菌、生物育种等多个领域，已成为当前研究的热点方向，是集基础研究与应用研究为一体的多学科强交叉的全新研究领域，涵盖物理学、材料学、流体力学、高电压技术、电力电子技术、等诸多方向，具有重要的应用预期和广阔的发展前景，其研究成果不仅对民用等离子体技术领域的应用具有重要意义，而且在国防和科学研究中起着重要的作用。

国内第一本《气体放电》

杨津基，1983.8，科学出版社

目前国内出版的气体放电及等离子体方面的书籍相对较少，主要的参考书目是清华大学杨津基1983年在科学出版社编著出版的国内第一本《气体放电》，复旦大学徐学基和诸定昌于1996年在复旦大学出版社编著出版了《气体放电物理》，及武占成、张希军和胡有志于2012年在国防工业出版社编著出版了《气体放电》，而且非常缺乏展现我国大气压放电和等离子体应用方面的最新科技研究成果和发展动态的学术著作。从2010-2012年中国科学院电工研究所连续组织研讨了大气压放电等离子体及应用的学术研讨会，其中2012年11月5-6日，由中国科协主办，中国电工技术学会承办的以“大气压放电等离子体关键技术与应用前景”为主题的中国科协第66期新观点新学说学术沙龙在中国科学院电工研究所举行。

1. 内容尽可能全面和系统，力图囊括本领域的基础知识和基本概念；

2. 近可能汇集近20年来，我国各相关研究单位在大气压放电等离子体领域取得的重大进展和重要成果，并附有参考 献以利于读者追踪；

3. 各章节的编写尽量做到内容前后连贯，结构紧凑，避免概念重复。

全书力求通俗易懂并具有资料可查阅性和实用性，适合从事放电等离子体及应用等领域的科研人员和工程技术人员阅读，也可作为相关专业学生的教学参考。我们期待以本书作为起点，后续能形成放电等离子体基础研究及在各个应用领域研究的系列专著性科技丛书。

ISBN 978-7-03-045744-8

科学出版社，2015.9

第一篇 放电及等离子体基础

大气压下的气体放电相较于低气压放电而言，有其独特的特点，这主要体现在，在大气压条件下，气体中的碰撞非常频繁，带电粒子的平均自由程非常短,放电过程的演化比较剧烈，因此决定着大气压气体放电及等离子体有其独特性。

1. 等离子体基础和气体放电基本理论：欧阳吉庭（北京理工大学）；

2. 大气压气体放电数值模拟方法：张远涛（山东大学）；

3. 介质阻挡放电中的非线性现象：戴栋（华南理工大学）；

4. 等离子体光谱诊断：杨德正和王 春（大连理工大学）；

5. 纳秒脉冲气体放电粒子模拟：李永东和刘纯亮（西安交通大学）。

第二篇 放电及等离子体特性

大气压放电等离子体产生方式包括直流放电、介质阻挡放电、脉冲放电、射频放电、微波放电和电弧放电等。由于放电形式的不同，大气压等离子体的特性和放电过程也各不相同，决定着大气压放电等离子体特性各异。

6. 大气压介质阻挡均匀放电：罗海云和王新新（清华大学）；

7. 大气压纳秒脉冲弥散放电：章程等（中国科学院电工研究所）；

8.表面介质阻挡放电流动控制：车学科等（装备学院和中国科学院电工研究所）；

9. 大气压等离子体射流：江南和曹则贤（中国科学院物理研究所）；

10. 大气压等离子体合成射流：罗振兵等（国防科技大学）；

11. 大气压射频放电等离子体：刘大伟（华中科技大学）。

第三篇 放电及等离子体应用

相对于低气压放电等离子体技术的应用，显然大气压放电及其等离子体技术的应用前景更为广阔，本篇从大气压放电及等离子体技术在聚合物材料表面改性、废水处理、医学、流动控制、微生物诱变育种、高级氧化水处理及食品保鲜等领域的应用。

12. 大气压等离子体在材料表面改性中的应用：方志和邵涛（南京工业大学和中国科学院电工研究所）；

13. 放电等离子体在废水处理中的应用：李杰等（大连理工大学）；

14. 大气压放电等离子体在医学中的应用：刘定新（西安交通大学）；

15. 放电等离子体流动控制在改善气动特性方面的应用：吴云等（空军工程大学）；

16. 大气压射频辉光放电等离子体及其在生物诱变育种中的应用：李和平等（清华大学）；

17. 大气压分区激励等离子体反应器及高级氧化应用：张芝涛等（大连海事大学）；

18. 脉冲放电在食品非热加工领域的应用：张若兵等（清华大学深圳研究生院）。

全书的修改和统稿工作由邵涛完成。因为本书由国内多家单位的多位专家学者共同参与完成，各部分写作风格亦不尽相同，错误与疏漏在所难免，恳请读者和同行予以批评指正。

——王新新

清华大学

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