納秒脈沖激勵(lì)A(yù)r/PDMS介質(zhì)阻擋放電特性

周洋洋，申杰飛，崔行磊，方 志

(南京工業(yè)大學(xué)電氣工程與控制科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 211816)

介質(zhì)阻擋放電(DBD)可以在大氣壓條件下產(chǎn)生低溫等離子體，在材料改性[1]、能源轉(zhuǎn)化[2]、環(huán)境保護(hù)[3]等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。DBD等離子體可處理大面積平板或薄膜材料，適合大規(guī)模改應(yīng)用。

研究學(xué)者們圍繞DBD特性和改性應(yīng)用開展了研究，尤其在采用不同工作氣體(如空氣、惰性氣體)的DBD特性，及親水性改性應(yīng)用取得了不錯(cuò)的成果[4,5]。隨著材料表面性能要求的提高，對DBD等離子體改性需求已不限于提高親水性，還用于提高表面憎水性、耐磨性、抑制電荷集聚等性能，這需要構(gòu)建滿足不同改性需求的DBD。例如，在惰性氣體中添加含F(xiàn)(如CF4、C6F12)[6,7]或含Si反應(yīng)媒質(zhì)(如HMDSO、HMDSN)[8-11]產(chǎn)生的DBD可用來提高表面憎水性。Geyter[6]等利用He/CF4中DBD改性聚丙烯(PP)材料，改性后表面水接觸角由90°提高到118°；Chen[8]等利用He/HMDSO中DBD改性木材，改性后表面水接觸角由31.2°提高到118.5°；張迅[9]等利用Ar/HMDSN中DBD改性石英玻璃，改性后表面水接觸角由37°提高到171.4°。相關(guān)研究都獲得了不錯(cuò)的改性效果，但更側(cè)重于DBD改性后材料表面特性分析，對含憎水性媒質(zhì)添加下放電特性較少涉及。

DBD等離子體材料改性效果主要由放電空間粒子和材料表面相互作用決定，因此為調(diào)控和提升改性效果并理解其改性機(jī)制，需要研究含憎水性媒質(zhì)條件下的DBD特性。另外，相關(guān)研究表明，采用納秒脈沖激勵(lì)DBD有折合場強(qiáng)大、能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，適合于高活性等離子體產(chǎn)生和表面改性應(yīng)用[12]。研究也發(fā)現(xiàn)，納秒脈沖激勵(lì)源參數(shù)直接影響放電等離子體的物理化學(xué)效應(yīng)，是影響放電特性和應(yīng)用效果的直接因素[13,14]。因此，為獲得高活性、可調(diào)控、適合憎水改性應(yīng)用的DBD等離子體，本文采用參數(shù)化納秒脈沖電源激勵(lì)A(yù)r氣中添加憎水性反應(yīng)媒質(zhì)聚二甲基二硅氧烷(PDMS)來產(chǎn)生DBD，通過電學(xué)、發(fā)光、光譜等手段進(jìn)行了放電特性診斷，研究了不同脈沖參數(shù)下放電特性，得到了脈沖參數(shù)對放電強(qiáng)度、均勻性及粒子活性的影響規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)裝置及診斷系統(tǒng)

本研究采用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。利用平板電極結(jié)構(gòu)產(chǎn)生DBD，將厚度1 mm的石英玻璃分別覆蓋在電極表面作為阻擋介質(zhì)，放電間隙固定為8 mm。采用納秒脈沖電源輸出梯形脈沖。工作氣體Ar通過如圖1所示主氣道通入放電空間，媒質(zhì)PDMS采用鼓泡法通過輔氣道進(jìn)入放電空間，PDMS含量通過調(diào)節(jié)主氣道和輔氣道流速控制。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在主氣道流速為98 sccm，輔氣道流速為1.3 sccm，根據(jù)飽和蒸氣壓計(jì)算出PDMS濃度為0.008 6%，此時(shí)可產(chǎn)生穩(wěn)定放電。采用CanonEOS6D數(shù)碼照相機(jī)拍攝放電發(fā)光圖像，拍攝時(shí)的相機(jī)參數(shù)為：光圈值2.8，曝光時(shí)間1/160 s，ISO為25600。采用Monitor-2877電流線圈測量回路電流，采用TektronixP6015A高壓探頭測量電極兩端電壓，采用Tektronix TDS 2014B示波器記錄電壓電流波形，采用Ocean Optics HR4000CG光纖光譜儀測量放電的發(fā)射光譜，積分時(shí)間設(shè)置為1 s。光纖探頭固定于DBD電極外靠近被處理材料表面位置，為了防止圖1所示玻璃皿外壁積聚的電荷對光纖探頭產(chǎn)生影響，保持探頭與外壁距離1 cm。關(guān)于光纖探頭位置對發(fā)射光譜測量的影響，本研究在實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)，在相同外壁距離下改變不同測量位置，光譜主要峰值波動(dòng)不超過5%，與本文不同激勵(lì)電源參數(shù)下光譜強(qiáng)度變化相比，該波動(dòng)范圍并不會(huì)影響總體變化規(guī)律及相應(yīng)結(jié)論，因此在本研究條件下光纖探頭測量位置對測量結(jié)果影響并不顯著。這是由于就單次放電而言，放電通道的空間位置變化會(huì)對光譜采集有直接影響，但光譜測量結(jié)果為光纖探頭附近區(qū)域產(chǎn)生的發(fā)射光譜強(qiáng)度對空間的積分，而且本文光譜測量的積分時(shí)間為1 s，即使在本研究最低重復(fù)頻率500 Hz條件下，所測量光譜強(qiáng)度仍為500次放電疊加的結(jié)果。因此，本研究中給出的光譜測量結(jié)果反映了一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)多個(gè)空間隨機(jī)分布的放電通道產(chǎn)生的發(fā)射光譜疊加效應(yīng)。盡管光纖探頭位置無法瞄準(zhǔn)單一放電通道，也無法覆蓋整個(gè)放電區(qū)域，但放電區(qū)域所有放電通道產(chǎn)生的光譜都會(huì)對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，且影響程度決定于光譜采集的積分時(shí)間和放電通道與光纖探頭的相對位置。根據(jù)前期不同位置測量結(jié)果及文中不同條件下光譜測量結(jié)果，在本研究光譜測量條件下，與不同激勵(lì)電源參數(shù)對光譜強(qiáng)度的影響相比，放電通道空間分布對測量結(jié)果的影響可以忽略。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置及診斷系統(tǒng)Fig.1 Experimental device and measurement system

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

本文研究電源參數(shù)變化對放電特性的影響，具體變化范圍如下：電壓幅值為9～12 kV、重復(fù)頻率為500 Hz～5 kHz、上升沿為50～400 ns。脈沖寬度在一定范圍內(nèi)改變會(huì)對放電產(chǎn)生影響[13]，本文前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，脈沖寬度增加到800 ns后，放電特性基本不變，因此固定脈沖寬度為800 ns。此外，本研究前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脈沖下降沿時(shí)間與上升沿時(shí)間對放電特性的影響規(guī)律一致，且相比于上升沿時(shí)間，其對放電特性影響較小，為此本文只給出了不同上升沿時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下降沿時(shí)間定為100 ns。

2.1 電壓幅值影響

圖2和圖3分別為不同電壓幅值下拍攝的發(fā)光圖像以及測得的電壓電流波形，其中脈沖的重復(fù)頻率為5 kHz。由圖2可見，隨著電源電壓幅值升高，放電區(qū)域出現(xiàn)明顯細(xì)絲，放電均勻性變差。由圖3可知，盡管激勵(lì)電壓為單極性，但放電電流呈雙極性。上升沿階段放電是由于混合氣體的擊穿導(dǎo)致，下降沿放電是由于放電過程中大量電荷積聚于介質(zhì)板，在外加電場作用下形成反向放電[15]。當(dāng)電壓為9 kV時(shí)，正極性電流幅值為2.3 A，正負(fù)極性電流具有良好的對稱性。隨著電壓幅值升高，正負(fù)極性電流幅值均呈上升趨勢，當(dāng)電壓增加到12 kV時(shí)，正負(fù)極性電流幅值分別增加到8.6和4.6 A。結(jié)合圖2和3可判斷，放電強(qiáng)度隨電壓幅值升高而升高，這與文獻(xiàn)[16]中的結(jié)論一致。

圖2 不同電壓幅值下的發(fā)光圖像Fig.2 Optical images of DBD at various magnitudes of applied voltage

t/ns圖3 不同電壓幅值下的電壓、電流波形Fig.3 Voltage and current waveforms at various magnitudes of applied voltage

為了進(jìn)一步獲得氣隙功率、介質(zhì)功率及能量效率等電氣參數(shù)，參考文獻(xiàn)[17]建立了DBD等效電路模型，如圖4所示，其中Cg為氣隙等效電容，Cd1和Cd2為介質(zhì)等效電容，Cd為Cd1和Cd2串聯(lián)后總電容值，Ut(t)為高壓探頭測得的電極兩端總電壓，It(t)為電流線圈測得的回路電流，Ug(t)為氣隙電壓，Ig(t)為氣隙放電電流，Ud(t)為介質(zhì)電壓，Id(t)為介質(zhì)電流。Cg和Cd分別根據(jù)式(1)和式(2)計(jì)算，其中ε0為真空介電常數(shù)，其值為8.854×10-12F/m；εr1為氣體相對介電常數(shù)；εr2為介質(zhì)相對介電常數(shù)；S為阻擋介質(zhì)與放電空間的有效接觸面積；ld為介質(zhì)層厚度，lg為氣隙間距。根據(jù)式(3)～(5)基爾霍夫定律，可得到Ig(t)、Id(t)、Ud(t)、Ug(t)分別如式(6)～(9)所示。根據(jù)式(10)可分別計(jì)算得到總功率、氣隙功率、介質(zhì)功率，根據(jù)氣隙功率和總功率比值得到能量效率。圖5給出了不同電壓幅值下功率與能量效率變化情況。可以看出，隨著電壓幅值的升高，氣隙功率和介質(zhì)功率均升高，但是氣隙功率升高更快，因此能量效率呈增大趨勢。

圖4 DBD等效模型和等效電路：(a)DBD等效模型，(b)DBD等效電路Fig.4 DBD equivalent model and equivalent circuit:(a) Equivalent model of DBD,(b) Equivalent circuit of DBD

(1)

(2)

Ug(t)+Ud(t)=Ut(t)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Ug(t)=Ut(t)+Ud(t)

(9)

(10)

U/kV圖5 不同電壓幅值下的功率與能量效率Fig.5 Power and energy efficiency at various amplitudes of applied voltage

氬活性粒子與PDMS分子作用引發(fā)碎片化反應(yīng)是DBD憎水改性的關(guān)鍵[18]。通過發(fā)射光譜診斷，可得到氬激發(fā)態(tài)活性粒子光譜強(qiáng)度，進(jìn)而判斷關(guān)鍵粒子活性。圖6給出了電壓幅值為12 kV時(shí)的放電發(fā)射光譜。由圖可見，放電空間中的激發(fā)態(tài)粒子以氬活性粒子為主，少量的OH、O等活性粒子對應(yīng)峰主要是由于氣體流動(dòng)過程中混入少量的空氣造成的。圖7給出了3個(gè)主要?dú)寮ぐl(fā)態(tài)粒子(Ar696.54，Ar763.50和Ar772.42 nm)光譜強(qiáng)度隨電壓幅值變化情況?？梢钥闯?，隨著電壓幅值升高，氬活性粒子光譜強(qiáng)度呈上升趨勢，其中Ar772.42 nm上升幅度尤為顯著，當(dāng)電壓從9 kV升高到12 kV時(shí)，光譜強(qiáng)度提高了50.5%。這說明提高電壓幅值可促進(jìn)氬激發(fā)態(tài)活性粒子產(chǎn)生，這是由于保持上升沿時(shí)間不變，當(dāng)電壓幅值升高時(shí)，電壓變化率增大，折合場強(qiáng)提高，高能電子密度增大，促進(jìn)氬原子激發(fā)產(chǎn)生更多活性粒子，從而導(dǎo)致發(fā)射光譜強(qiáng)度提高。

λ/nm圖6 電壓幅值為12 kV時(shí)的發(fā)射光譜Fig.6 Emission spectrum at the applied voltage magnitude of 12kV

λ/kV圖7 不同電壓幅值下主要?dú)寤钚粤Ｗ訌?qiáng)度Fig.7 Intensities of main metastable argon atoms at various amplitudes of applied voltage

2.2 重復(fù)頻率影響

圖8和圖9分別為不同重復(fù)頻率下拍攝的發(fā)光圖像以及測得的電壓電流波形，其電壓幅值為12 kV。由圖8可見，隨著重復(fù)頻率升高，放電空間亮度增強(qiáng)，此與文獻(xiàn)[19]描述現(xiàn)象一致。由圖9可見，當(dāng)重復(fù)頻率為500 Hz時(shí)，放電起始電壓為11.8 kV，放電電流為8.6 A。隨著重復(fù)頻率升高，放電起始電壓降低，而放電電流略微升高。當(dāng)重復(fù)頻率升高到5 kHz時(shí)，放電起始電壓下降了28.9%，放電電流升高了1.2%。由此說明，提高重復(fù)頻率能夠使放電更加容易，但對單次放電強(qiáng)度沒有顯著影響。圖10給出了不同重復(fù)頻率下的功率與能量效率變化情況。隨著重復(fù)頻率的升高，由于單位時(shí)間內(nèi)放電次數(shù)增多，氣隙功率和介質(zhì)功率均升高，而能量效率基本不變。當(dāng)重復(fù)頻率升高到5 kHz時(shí)，氣隙功率和介質(zhì)功率分別增加了322.2%和246.7%，而能量效率提高不超過5%。

圖8 不同重復(fù)頻率下的發(fā)光圖像Fig.8 Optical images of DBD at various repetition frequencies

t/ns圖9 不同重復(fù)頻率下的電壓、電流波形Fig.9 Voltage and current waveforms at various repetition

f/kHz圖10 不同重復(fù)頻率下的功率與能量效率Fig.10 Power and energy efficiency at various repetition frequencies

圖11為3個(gè)主要?dú)寮ぐl(fā)態(tài)活性粒子光譜強(qiáng)度隨重復(fù)頻率的變化情況。隨著重復(fù)頻率增加，氬激發(fā)態(tài)活性粒子光譜強(qiáng)度顯著增加。當(dāng)重復(fù)頻率由500 Hz增大到5 kHz時(shí)，3種粒子光譜強(qiáng)度均增加了5倍以上。

f/kHz圖11 不同重復(fù)頻率下主要?dú)寤钚粤Ｗ訌?qiáng)度Fig.11 Intensities of main metastable argon atoms at various repetition frequencies

綜上所述，重復(fù)頻率對放電特性影響顯著，重復(fù)頻率增大會(huì)使得放電起始電壓降低，電流峰值基本不變，發(fā)光和光譜強(qiáng)度顯著增大，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因?qū)⒃诒疚牡?節(jié)中予以討論。

2.3 脈沖上升沿時(shí)間影響

圖12和13分別為不同上升沿時(shí)間下拍攝的發(fā)光圖像以及測得的電壓電流波形，其中電壓幅值為12 kV，重復(fù)頻率為5 kHz。由圖12可見，隨著上升沿時(shí)間的增加，放電空間亮度沒有明顯變化，放電均勻性逐漸提高。由圖13可見，上升沿時(shí)間越短，放電起始電壓越高，正極性電流幅值越大，而負(fù)極性電流幅值變化不大，這與文獻(xiàn)[13]中的結(jié)論一致。這主要是因?yàn)殡妷荷仙貢r(shí)間越短，放電起始電壓越高，放電空間中的電場強(qiáng)度越強(qiáng)，并且在放電時(shí)電壓仍在迅速升高，最終導(dǎo)致放電變得更加劇烈，放電電流更大；與此同時(shí)，上升沿時(shí)間越短，容性電流也越大，二者共同導(dǎo)致正極性電流幅值增大。在電壓下降過程中，電壓下降沿不變，介質(zhì)層表面沉積的電荷與高壓電極之間的反向放電強(qiáng)度幾乎不變，而容性電流也幾乎不變，因此改變上升沿對電壓下降過程中放電電流幅值幾乎沒有影響[20]。圖14為不同上升沿時(shí)間下功率與能量效率的變化曲線。隨著上升沿時(shí)間增加，功率和能量效率變化不大，說明在本研究中上升沿時(shí)間對放電功率和能量效率沒有顯著影響。

圖12 不同上升沿時(shí)間下的發(fā)光圖像Fig.12 Optical images of DBD at various rising edge durations

t/ns圖13 不同上升沿時(shí)間下的電壓、電流波形Fig.13 Voltage and current waveforms at various rising edge durations

t/ns圖14 不同上升沿時(shí)間下的功率與能量效率Fig.14 Power and energy efficiency at various rising edge durations

圖15為3個(gè)主要?dú)寮ぐl(fā)態(tài)活性粒子光譜強(qiáng)度隨上升沿時(shí)間變化情況?？梢钥闯?，Ar772.42 nm活性粒子光譜強(qiáng)度與上升沿時(shí)間相關(guān)，而另外兩種粒子光譜強(qiáng)度幾乎不受影響。當(dāng)上升沿時(shí)間由50 ns升高到200 ns時(shí)，光譜強(qiáng)度基本不變；進(jìn)一步增加到400 ns時(shí)，光譜強(qiáng)度下降了15.9%，說明上升沿時(shí)間過大會(huì)抑制關(guān)鍵活性粒子的產(chǎn)生。

t/ns圖15 不同上升沿時(shí)間下主要?dú)寤钚粤Ｗ訌?qiáng)度Fig.15 Intensities of main metastable argon atoms at various rising edge durations

3 結(jié)果討論

上述結(jié)果表明，脈沖電源不同參數(shù)對放電有不同影響，其中重復(fù)頻率影響最為顯著，本文對此現(xiàn)象進(jìn)行解釋分析。由圖9可知，隨著重復(fù)頻率增加，放電起始電壓降低，該結(jié)果與脈沖放電的記憶效應(yīng)直接相關(guān)[21-22]。文獻(xiàn)[23]研究結(jié)果證明亞穩(wěn)態(tài)氬活性粒子的壽命可達(dá)100 ms以上，本文中脈沖寬度為800 ns，放電周期為0.2～2 ms，放電產(chǎn)生的亞穩(wěn)態(tài)活性粒子在長時(shí)間熄火狀態(tài)下能夠存活并影響到下一個(gè)脈沖周期的放電，因此本研究中的放電存在記憶效應(yīng)。重復(fù)頻率增加，相鄰脈沖放電時(shí)間間隔減小，放電產(chǎn)生的活性粒子復(fù)合以及擴(kuò)散程度降低，殘留在放電區(qū)間內(nèi)活性粒子增多，促進(jìn)放電通道形成，放電起始電壓降低。本文結(jié)果中放電起始電壓變化與文獻(xiàn)中所報(bào)道的純氬條件下不同重復(fù)頻率對放電起始電壓影響結(jié)果一致，但電流幅值隨重復(fù)頻率變化規(guī)律與純氬下有顯著差異。根據(jù)文獻(xiàn)[24]，純Ar條件下，重復(fù)頻率由500 Hz升高到5 kHz，放電電流降低16.5%，而本文中添加PDMS后放電電流無顯著變化，如下就此進(jìn)行解釋。

重復(fù)頻率對放電電流的影響主要與放電電場強(qiáng)度和亞穩(wěn)態(tài)粒子記憶效應(yīng)有關(guān)。根據(jù)氣體放電理論，放電電流與碰撞電離系數(shù)α存在如下關(guān)系[25]：

Ι=I0ead

(11)

(12)

式中，I0為外電離因素引起的初始光電流，d為氣隙距離，A、B為氣體種類相關(guān)常數(shù)，E為電場強(qiáng)度，p為氣壓。實(shí)驗(yàn)過程中，裝置參數(shù)、氣體成分以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境保持不變，所以I0、d、A、B、p基本不變。在純Ar環(huán)境下，重復(fù)頻率增大，放電起始電壓降低，放電時(shí)電場變?nèi)酰Y(jié)合式(11)和式(12)可知，碰撞電離系數(shù)α降低，導(dǎo)致放電電流I呈減小趨勢。

當(dāng)Ar中添加PDMS時(shí)，上一次放電結(jié)束后亞穩(wěn)態(tài)Ar原子由于弛豫效應(yīng)會(huì)殘留在放電空間，其與PDMS發(fā)生潘寧電離，如式(13)所示[18]。隨著重復(fù)頻率的增大，空間殘留亞穩(wěn)態(tài)Ar原子增多，潘寧電離增強(qiáng)，導(dǎo)致放電電流I有增加趨勢。

nAr*+CH3(Si(CH3)2O)nSi(CH3)3→CH3(Si+CH3O)nSi(CH3)3+nCH3+nAr+ne

(13)

綜合所述，隨著重復(fù)頻率增加，一方面放電電壓降低使得放電電流減小，另一方面潘寧電離增強(qiáng)使得放電電流增大，二者共同作用決定放電電流變化趨勢。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在本實(shí)驗(yàn)條件下，潘寧電離對電流增加作用更顯著，導(dǎo)致放電電流略微增加。盡管重復(fù)頻率對單次放電強(qiáng)度影響不大但對光學(xué)特性影響顯著。這是由于不同重復(fù)頻率下相同時(shí)間內(nèi)脈沖放電累積效應(yīng)強(qiáng)弱不同造成的。重復(fù)頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)放電次數(shù)越多，產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)粒子數(shù)目越多，測量得到的發(fā)光強(qiáng)度以及光譜強(qiáng)度越大。

重復(fù)頻率對放電特性的影響將直接決定憎水改性效果。結(jié)合本文2.2節(jié)電學(xué)和光譜診斷結(jié)果，重復(fù)頻率對單次放電強(qiáng)度無顯著影響，說明單次放電能量足以使PDMS分子碎片化，產(chǎn)生憎水改性所需的關(guān)鍵活性粒子和基團(tuán)。根據(jù)文獻(xiàn)[18]報(bào)道的氬活性粒子與PDMS分子反應(yīng)使其碎片化形成憎水性基團(tuán)是DBD憎水改性的關(guān)鍵，而提高氬活性粒子數(shù)密度可以促進(jìn)PDMS分子碎片化反應(yīng)。本文光譜診斷結(jié)果表明，隨著重復(fù)頻率增加，氬激發(fā)態(tài)活性粒子(Ar696.54、Ar763.50和Ar772.42 nm)光譜強(qiáng)度顯著增大，活性粒子數(shù)量增多，如式(14)～(16)所示PDMS分子碎片化反應(yīng)更充分，產(chǎn)生更多含Si憎水性基團(tuán)，有助于提高憎水改性效果。

(CH3)3Si[OSi(CH3)2]nOSi(CH3)3+Ar*→(CH3)3Si[OSi(CH3)2]k+[OSi(CH3)2]n-kOSi(CH3)3+Ar 0

(14)

(CH3)3Si[OSi(CH3)2]nOSi(CH3)3+Ar*→(CH3)3Si[OSi(CH3)2]k+[OSi(CH3)2]i+[OSi(CH3)2]n-k-iOSi(CH3)3+Ar 0

(15)

(CH3)3Si[OSi(CH3)2]nOSi(CH3)3+Ar*→(CH3)3Si[OSi(CH3)2]k+[OSi(CH3)2O]i+[(CH3)2SiOSi(CH3)2]i+[OSi(CH3)2]n-k-3iOSi(CH3)3+Ar 0

(16)

4 結(jié)論

本文圍繞納秒脈沖激勵(lì)源參數(shù)對Ar/PDMS介質(zhì)阻擋放電特性的影響開展研究，在PDMS反應(yīng)媒質(zhì)添加條件下，建立了電源波形參數(shù)與放電特性之間的關(guān)系，獲得的主要結(jié)論如下：

(1)電壓幅值主要影響放電強(qiáng)度和粒子活性，隨著電壓幅值增加，放電強(qiáng)度和粒子活性均提高，當(dāng)電壓由9升高到12 kV時(shí)，氣隙功率提高132.6%，活性粒子光譜強(qiáng)度最大可提高50%以上；

(2)提高重復(fù)頻率盡管對單次放電強(qiáng)度影響不大，但由于單位時(shí)間內(nèi)放電次數(shù)增多，放電功率和粒子活性顯著提高，當(dāng)重復(fù)頻率由500 Hz增大到5 kHz時(shí)，氣隙功率提高322.2%，主要亞穩(wěn)態(tài)氬活性粒子光譜強(qiáng)度提高5倍以上；

(3)上升沿時(shí)間主要影響放電均勻性和粒子活性，上升沿時(shí)間增加有利于提高放電均勻性和粒子活性，但超過200 ns會(huì)對粒子活性產(chǎn)生抑制作用。

在本文研究的各種激勵(lì)源參數(shù)范圍內(nèi)，重復(fù)頻率對放電影響最顯著，重復(fù)頻率越大，脈沖放電的記憶效應(yīng)和累積效應(yīng)越強(qiáng)，越有利于PDMS分子碎片化，進(jìn)而為表面反應(yīng)提供充分的物質(zhì)條件。