在不同放电条件的介质阻挡放电(DBD:Dielectric Barrier Discharge)体系中,微放电会产生不同的放电模式,直接影响等离子体化学反应过程,从而影响等离子体中活性氧粒子的生成。基于大气压下针-板DBD微放电结构,以微放电模式为切入点,利用电流电压特性测量、光辐射特性检测、放电影像采集、发射光谱检测和粒子分布采集等手段,研究微放电模式演变过程、形成机制、以及微放电模式特性,进而分析微放电模式对氧等离子体化学反应效能的影响。研究结果如下:(1)在一个放电周期内,微放电呈现出微流注放电、微辉光放电以及微负电晕放电三种放电模式,三种放电模式在一个周期内交替产生。正半周期出现许多个微流注放电,负半周期转化为一个微辉光放电,微放电模式发生转变的过渡期会有少量的微负电晕放电出现在微辉光放电的前期。这种微流注与微辉光交替促成放电现象的产生,主要源于放电空间强电场的建立和沉积电荷导致的静电场出现。微流注放电阶段沉积正电荷产生的静电场,有利于微辉光放电的产生,微辉光放电阶段电子在电介质表面形成的静电场,为下一个周期的微流注放电做准备,放电模式之间相互促进,交替产生。(2)激励电压、放电间隙和电介质层厚度等放电参数对微放电的放电强度、放电开始时间以及放电形态会产生显著的影响。激励电压升高,激励电场强度增强,单位时间内电子被加速获得更多的能量,更易电离形成放电通道,放电开始时间提前,放电强度增大,微流注放电数量增多,微辉光放电负辉区强度增强;放电间隙增大,放电间隙内的电场强度减弱,电离程度减弱,在宏观上则表现为微放电各放电阶段放电延后,放电强度减弱,微流注放电数量减少;电介质层厚度增加,放电强度减弱,放电开始时间延后,微流注放电数量较少,微辉光会出现不完整辉光放电的放电形态。(3)微辉光放电阴极位降区中的强电场,更有利于O2+粒子的产生。微流注与微辉光交替促成放电中存在不同谱线的O粒子,以及大量的O2+粒子,微辉光放电模式中的O多于其他两种模式,而O2+只在微辉光放电模式下产生。这是由于微辉光放电持续数十μs的放电时间,以及阴极位降区持续的强电场作用,是产生大量高能电子的关键,更有利于氧等离子体化学反应的进行以及活性氧粒子的产生。基于自行研制的氧等离子体反应器,气压在60 kPa～100 kPa范围内变化时,对微辉光放电模式的影响较大,微辉光放电模式发生变化是导致氧等离子体反应器性能发生改变的主要因素。气压由100 kPa下降到80 kPa,微辉光放电放电强度增强,致使活性氧粒子浓度和反应器效能增大。