纳米放电加工作为微机械制造领域一个重要的研究方向,已受到国内外学者的广泛关注。放电加工基础理论研究是准确预测电极损耗、提高加工精度的重要手段。由于放电过程本身的复杂性、随机性以及目前研究手段的不完善,纳米放电加工的基础理论研究相对滞后,制约了其技术的进一步发展。计算机仿真技术为纳米放电加工理论研究带来了新思路,使研究者得以克服传统研究方法的尺度、精度局限,深入探索和揭示纳米放电加工的微观过程和本质。本文采用粒子模拟方法,结合蒙特卡罗碰撞模型和二次电子发射模型,建立了放电加工等离子体通道模型,并对放电过程中通道的形成、通道内粒子的运动状态、空间分布以及自洽电磁场的变化等进行了模拟研究。通过对比微、纳尺度放电通道击穿过程的异同,发现等离子体中粒子在微米尺度下主要呈现出波动特性,而纳米尺度下则更多表现出粒子特性。本文利用纳米尺度放电通道模型进行了数值模拟实验,验证了纳米尺度下气中放电最佳击穿气压的存在;利用基于STM平台的纳米放电加工实验平台对气中纳米尺度放电加工进行了实验研究,验证了极间偏压对电离效果有着关键的影响作用;并根据模拟实验所得的结论和规律对实际纳米放电加工的情况作出了预测。此外本文还应用相关物理理论,对实验过程中出现的通道电离区域不连续的特殊现象进行了解释和讨论。