表面介质阻挡放电等离子体单元和产生表面等离子体的方法.pdf

本发明涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元。该单元包括具有其中布置有内部电极的内部空间的固体介电结构。而且，该单元包括用于与内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的另一电极。该单元还具有沿所述结构表面的气体流路。

权利要求书一种表面介质阻挡放电等离子体单元，包括固体介电结构，所述固体介电结构具有其中布置有内部电极的内部空间，所述表面介质阻挡放电等离子体单元进一步包括用于与所述内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的外部电极，其中所述等离子体单元进一步具有沿着所述结构的表面的气体流路并且其中所述气体流路相对于所述固体介电结构的处理平面大致横向地定向，其中所述固体介电结构基本上具有细长的形状，其具有外部处理表面以及从所述外部处理表面延伸的外侧表面，沿着所述外侧表面定位所述气体流路的至少一部分，并且其中固体介电结构基本为板形，所述结构具有狭缝，所述气体流路延伸通过所述狭缝。一种表面介质阻挡放电等离子体单元，包括固体介电结构，所述固体介电结构具有其中布置有内部电极的内部空间，所述表面介质阻挡放电等离子体单元进一步包括用于与所述内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的外部电极，其中所述固体介电结构具有外部处理表面，并且其中所述固体介电结构的外部处理表面由气体吸附性的、多孔的电绝缘层覆盖。根据权利要求1所述的表面介质阻挡放电等离子体单元，其中固体介电结构的外侧表面至少部分地被外部电极覆盖。根据权利要求2所述的表面介质阻挡放电等离子体单元，其中所述等离子体单元进一步具有沿着所述固体介电结构的表面的气体流路并且其中所述气体流路相对于所述固体介电结构的处理平面大致横向地定向，其中所述固体介电结构基本上具有细长的形状，其具有从所述外部处理表面延伸的外侧表面，沿着所述外侧表面定位所述气体流路的至少一部分，并且其中固体介电结构的外侧表面至少部分地被外部电极覆盖。根据权利要求1或2所述的等离子体单元，其中，所述外部处理表面没有电极。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述外部电极相邻于所述固体介电结构的外侧表面布置。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述内部电极以电解质来实施。根据权利要求7所述的等离子体单元，其中，所述电解质进一步用作温度调节流体。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述内部电极由导电体包封。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构包括一个开口，所述气体流路的至少一部分延伸通过所述开口。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，进一步包括多个基本平行布置的固体介电结构的组件，使得每一个固体介电结构的外部处理表面基本上在一个共同的处理平面内延伸，并且其中相邻固体介电结构之间的间隙限定所述气体流路的至少一部分。根据权利要求2所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构基本为板形，所述固体介电结构具有狭缝，所述气体流路延伸通过所述狭缝。根据权利要求2或12所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构具有多个狭缝，每一个所述狭缝限定气体流路的至少一部分。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构中的内部空间基本上是细长的。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构中的内部空间已经通过挤出工艺和/或注塑工艺制造。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构包括多个单独的内部空间，所述内部空间中的至少一个仅用作温度调节流体通道。根据权利要求1或2所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构的外部处理表面至少部分地被外部电极覆盖。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，进一步包括导电的、接地且穿孔的板，所述板至少部分地沿着所述固体介电结构的外部处理表面延伸。根据权利要求1或3所述的等离子体单元，其中，所述固体介电结构的外部处理表面由气体吸附性的、多孔的电绝缘层覆盖。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，其中，外部电极接地。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，包括多个固体介电结构，其中一个固体介电结构形成一个细长的中空管，在所述中空管中布置内部电极，其中所述中空管的外部表面覆盖有多孔的电绝缘层，并且其中外部电极从一个远的位置延伸到所述多孔的电绝缘层中。根据权利要求1至4中任一项所述的等离子体单元，包括多个固体介电结构的组件，其中所述固体介电结构的处理表面包围处理体积，并且其中所述气体流路至少部分地由两个相邻固体介电结构的外侧表面之间的间隙限定。一种产生表面介质阻挡放电等离子体的方法，包括在外部电极和布置在固体介电结构的第一内部空间中的内部电极之间施加电压，所述方法进一步包括沿着沿所述结构的外部表面的气体流路诱导气流，其中所述气体流路相对于所述固体结构的处理平面基本上横向地定向，其中所述固体介电结构基本上具有细长形状，其具有外部处理表面以及从所述外部处理表面延伸的外侧表面，所述气体流路的至少一部分沿着所述外侧表面定位，并且其中一个细长的对象，例如纤维、纤维束或纺线束邻近所述外部处理表面定位并且经受由所述电极产生的所述放电等离子体。根据权利要求23所述的的方法，其中固体介电结构的外侧表面至少部分地被外部电极覆盖。

说明书表面介质阻挡放电等离子体单元和产生表面等离子体的方法 
本申请是2007年12月28日提交的、发明名称为“表面介质阻挡放电等离子体单元和产生表面等离子体的方法”的、申请号为200780051740.6的申请的分案申请。 
技术领域
本发明涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元，包括具有内部空间的固体介电结构，其中该内部空间中布置有内部电极，该单元进一步包括用于与该内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的另一电极，其中该等离子体单元进一步具有沿该结构表面的气体流路。 
背景技术
已知具有布置在介电结构之上或嵌埋在介电结构之中的电极结构的固体介电结构用于实施等离子体过程(plasma process，或等离子体工艺)。第一电极位于该结构的处理表面上，而第二电极置于介电结构的相对侧上。在这样的过程中，等离子体过程所需的气流能够被诱导而沿着该结构的处理表面流动。 
具有一个内部电极的专用等离子体单元也是已知的。其内部电极经由介电材料被部分去除以在介电结构表面中形成沟槽的过程、电极沉积过程以及内部电极被介电材料覆盖以获得平坦介电表面的过程而获得。同样，第二电极置于介电结构的相对侧上。仅具有若干内部电极的专用等离子体单元也是已知的。通过在内部电极对之间形成电场，可以沿着该结构的处理表面诱导等离子体过程。 
然而，等离子体处理看起来是非均匀的，特别是当处理结构为低渗透性或非气体渗透性材料时。气流在待处理结构和固体介电结构的处理表面之间的等离子体区中流动，并与该待处理结构发生化学和/或物理反应。因此，在期望区域中可利用的反应性气体颗粒较少，因而导致非均匀的等离子体处理，该期望区域远离气体进入等离子体区的区域以及在该区域的下游。等离子体活化气体的组成在 其沿着处理结构通过的期间发生改变。因此，添加到等离子体运载气体中的气态前体气体或颗粒的浓度，在气体进入等离子体区的区域处会过高，而在气体离开等离子体区的区域处会过低。过高程度的前体分解会导致产生不希望的前体片段，其通过气相聚合而最终引起层的质量下降或产生不期望的尘埃。作为前体气体组成沿着等离子体区中的流路改变的部分补偿，通常采用较高的气体流速，这会导致离开等离子体区的未反应前体气体的大量损失。 
发明内容
本发明的一个目的是提供前文所述的表面介质阻挡放电等离子体单元，其中减少了以上认识到的缺点。尤其是，本发明目的在于获得一种前文所述的表面介质阻挡放电等离子体单元，其能够实现更均匀和更有效的等离子体处理。另外，根据本发明，气体流路被定向为基本上横向于(traverse)固体介电结构的处理表面。 
通过将气体流路定向为基本上横向于所述结构的处理表面，例如通过或沿着该固体介电结构的侧表面，通过气体流动能够直接到达在该结构的处理表面附近的期望的等离子体处理区域。因此，在该期望区域上游但位于等离子体区中的气体流路部分(区段)减少，并且能够在整个等离子体区中更均匀地提供气体，以便能够实施更均匀的等离子体工艺(或称“等离子体过程”)。而且，更有效地处理气体颗粒。 
注意到，本发明部分基于以下认识，即内部电极和另一电极的组合能够用来抵消(counteract)沿着相对于固体介电表面的处理表面基本上横向的气体流路部分(区段)的表面等离子体，由此使得能够在所述结构的处理表面附近实施有效的等离子体过程，在气体颗粒到达待处理的结构之前由气体颗粒抵消了等离子体过程。 
此外，本发明的设备能够按比例扩大至更大的等离子体区，由此增加产量(production volume)。 
而且，通过将气体流路定向为基本上横向于结构的处理表面，能够通过气体流动而有效地冷却该固体介电结构，例如使气体沿该结构的侧表面或该结构的壁(其限定若干开口，通过该开口，气体能够流向等离子体区)流动。 
优选地，内部电极以电解质来实施(implement实现)，该电解质进一步用作温度调节流体，例如，用于有效地冷却或加热固体介电结构。这样就很好地避免了固体介电结构的电隔离与加热导向性 能(heating guiding property)冲突的要求。然而，该电解质也可以仅作为内部电极，例如，当以其他方式调节固体介电结构的温度时。 
在根据本发明的一个有利实施方式中，已通过挤出工艺制造出固体介电结构中的内部空间，由此能够实现等离子体单元的有效制造方法，该等离子体单元可利用标准挤出工艺相对容易地按比例扩大(scale up)。 
本发明还涉及一种产生表面介质阻挡放电等离子体的方法。 
根据本发明的其他有利实施方式将在所附权利要求中描述。 
附图说明
现在将参考附图仅通过举例的方式来描述本发明的实施方式，其中： 
图1示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第一种实施方式的示意性横截面图； 
图2示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第二种实施方式的示意性横截面图； 
图3示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第三种实施方式的示意性横截面图； 
图4a示出了第一固体介电结构的示意性横截面图； 
图4b示出了第二固体介电结构的示意性横截面图； 
图4c示出了第三固体介电结构的示意性横截面图； 
图5示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第四种实施方式的示意性横截面侧视图； 
图6a示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第五种实施方式的示意性横截面图； 
图6b示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第六种实施方式的示意性横截面图； 
图6c示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第七种实施方式的示意性横截面图； 
图6d示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第八种实施方式的示意性横截面图； 
图6e示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第九种实施方式的示意性横截面图； 
图7示出了图1的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性部分分解透视图； 
图8a示出了图1的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性顶视图； 
图8b示出了图8a的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性横截面侧视图； 
图8c示出了图8b的表面介质阻挡放电等离子体单元的另一示意性横截面侧视图； 
图9示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十种实施方式的示意性横截面图； 
图10a示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十一种实施方式的示意性横截面图； 
图10b示出了图10a的表面介质阻挡放电等离子体单元的示意性顶视图； 
图11示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十二种实施方式的示意性横截面图； 
图12示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十三种实施方式的示意性横截面图； 
图13示出了第一等离子体设备的示意性横截面图； 
图14示出了图11的等离子体设备的另外的示意性横截面图；以及 
图15示出了第二等离子体设备的示意性横截面图； 
图16示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元的第十四种实施方式的示意性横截面图； 
图17示出了固体介电结构的一种实施方式的示意性横截面侧视图； 
图18示出了图15的固体介质结构的示意性剖面顶视图； 
图19示出了另一固体介电结构的示意性剖面顶视图； 
图20示出了等离子体设备的示意性横截面图；以及 
图21示出了等离子体产生装置的示意性横截面图。 
应注意，这些附图仅示出了根据本发明的优选实施方式。在这些附图中，相同标号指代相同或相应的部件。 
具体实施方式
图1示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第一种实施方式的示意性横截面图。单元1包括具有多个细长形的固体介电结构元件2a、2b、2c、2d的组件。元件2a、2b、2c、2d可以基本平行地布置而形成固体介电结构，以使每一个固体介电结构元件2a、2b、2c、2d的外部处理表面3a、3b、3c、3d大致在一个共同的处理平面T中延伸。可替换地，元件2a、2b、2c、2d可以布置成使得所述元件的各个外侧表面不是彼此精确地平行。这种实施方式将参照图11进一步详述。此外，相邻固体介电结构元件2a、2b、2c、2d之间的间隙4a、4b、4c限定沿着固体介电结构元件2a、2b、2c、2d的一个表面延伸的气体流路P1、P2、P3的至少一部分。气体流路可以具有如以下描述的其他部分。 
每一固体介电结构元件2a、2b、2c、2d具有其中设置有内部电极6a、6b、6c、6d的上方内部空间5a、5b、5c、5d。而且，每一固体介电结构元件2a、2b、2c、2d进一步包括邻接该固体介电结构的外表面布置的外部电极7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h。在表面介质阻挡放电等离子体单元1的操作过程中，为了产生表面介质阻挡放电等离子体8a、8b、8c、8d在外部电极7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h和内部电极6a、6b、6c、6d之间施加电压差。因此，在固体介电结构元件2a、2b、2c、2d的外表面处，外部电极与内部电极6a、6b、6c、6d合作地(或共同地)产生等离子体8a、8b、8c、8d。 
根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1被布置成在高气体压力下，例如在0.1‑1巴范围内的气体压力下或显著高于环境压力下操作，由此能够处理大的气体体积和/或大的表面积。 
在单元1的操作过程中，待处理的结构基本上存在于处理平面T内。通过产生等离子体以及使气体经由气体流路P1、P2、P3流到处理平面T，使待处理结构经受特定等离子体过程，例如用于表面活化、改善粘附性、可染色性(dyability)和可印刷性、通过等离子体接枝的沉积、通过等离子体聚合的沉积以及颗粒与待处理结构的化学结合。以这种方式，可以改变结构的物理和/或化学特性。注意到可将待处理结构置于处理平面T中以实施分批工艺。另外，待处理结构可以沿着处理平面T基本连续地或间歇地移动。通过提供多条气体流路P1、P2、P3，气体颗粒可以流过间隙4到达处理 表面3a、3b、3c、3d的不同位置，由此使得等离子体过程(process)更均匀和有效。通过提供多个大致平行设置以形成固体介电结构的细长形状固体介电结构元件2a、2b、2c、2d的组件，以使每一固体介电结构的外部处理表面3a、3b、3c、3d大致在共同处理平面T中延伸，以及通过在相邻固体介电结构之间设置间隙4a、4b、4c，如此限定的气体流路P1、P2、P3在多个位置到达处理平面T，使得更均匀地实施等离子体过程。因此，等离子体处理过程也有利地更均匀地实施，由此改善处理结果，并且可选地减少实施等离子体处理所需的能量和化学前体气体。 
通过提供若干细长形状的固体介电结构元件2a、2b、2c、2d，获得相对大的处理表面3a、3b、3c、3d。介电结构元件2a、2b、2c、2d在相对于图1的横截面的大致横向的方向上具有细长(elongated)形状。至少部分的气体流路P1、P2、P3沿着固体介电结构元件2的外侧表面12行进，侧表面12从外部处理表面3延伸。 
可替换地，同样可以采用其他的非细长形状，例如大致为立方体形状的介电结构。 
沿着外侧表面12行进的气体流路P1、P2、P3相对于处理平面T大致横向地定向，其中待由单元1处理的结构在单元1操作过程中延伸。类似地，气体流路P1、P2、P3可以相对于处理平面T大致横向地定向，其中待由单元1处理的结构在沿着单元1操作过程中的处理方向上移动。 
可选地，间隙4a、4b、4c的一部分可以用来将经处理的气体输送远离处理表面，由此进一步改善等离子体处理的均匀性和有效性。在这种情况下，在一部分气体流路P1、P2、P3中的流动方向是相反的方向。这种选择在处理气体不可渗透表面或气体低渗透表面时特别重要。可选地，气体可以在过滤和/或冷却之后再循环。 
间隙4a、4b、4c是通过限定彼此相邻的外部电极7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h之间的距离而提供的。上述距离可以例如通过提供单独中间部分或通过提供不平整的向外定向的外部电极的表面，例如沿气体流路P1、P2、P3的方向和/或相对于剖面平面大致横向的方向来限定。 
内部电极6a、6b、6c、6d由电解质形成，因此，其除了具备电功能之外，还是一种有利于调节温度的措施(means)。固体介电结构元件2a、2b、2c、2d由此可以被冷却和/或加热。电解质可以 由液体和/或气体形成。在特定温度范围内的等离子体活化反应性气体的调节对于诸如以最佳反应速度沉积的处理是非常有益的。 
与处理平面T相对的是，组件由连接至两个最远外部电极的金属导电结构9(如金属帽)包围。因此，抵消了会导致在外部电极边缘附近的流动气体中形成不期望的等离子体的外部电极7边缘附近的高电场值。 
可选地，固体介电结构2包括多个单独的内部空间，有利于通过挤出工艺生产该结构。它们中的至少一个可以用作温度调节流体通道。如图1所示，固体介电结构2可以包括上方内部空间5a、5b、5c、5d和下方内部空间5e、5f、5g、5h。因此，下方内部空间可以用作另外的温度调节通道。通常，固体介电结构中的内部空间可以用作电极和/或温度调节流体通道。然而，这里应注意，结构2也可以具有用作电极以及可选地用作温度调节流体通道的单个内部空间。 
如果固体介电结构的剖面不是大致方形，则可能有利地在该结构中提供多于一个的内部空间，由此平衡结构中内部力，以便有利于通过挤出来生产。不可接受的、可能依赖于温度的、可能在材料制造或应用于等离子体处理过程中出现在材料中的大应力被抵消。另外的内部空间可以用电绝缘体例如气体、变压器油或固体电介质(如环氧树脂)填充。此外，该另外的内部空间可以用作电极。通过操控该另外内部空间中的电极的电压，例如通过施加类似于外部电极电压的电压，可以以有利的方式控制表面等离子体的位置。 
一方面，固体介电结构的外部表面和该结构中的内部空间的边缘之间的最小距离由结构材料的穿破(break through)特性以及由以最小的电容电磁地偶联内部电极和外部(导电)表面介质阻挡等离子体的期望来决定。该电容是影响等离子体功率表面密度[W/m2]的决定因素。实践中，作为一个实例，上述最小距离可以在大约0.5mm和大约1mm之间选择。然而，也可以采用其他距离，例如2mm以上，或0.3mm以下。 
在图1所示的实施方式中，外部电极7在外部电极7(也称为电晕电极或尖电极(sharp electrode))和处理表面彼此相遇的位置处，基本上覆盖固体介电结构2的整个侧表面12，外部电极7包括尖端，由此在固体介电结构2、外部电极和被诱导经由气体流路的气体之间提供良好限定的三相点。由于外部电极位于处理平面T之外，所以与外部电极位于固体介电结构2的处理表面3处的情形相比，可以选择相对较大厚度的外部电极。而且，通过将外部电极7 布置在侧表面从而避免了例如由待处理结构的材料施加的摩擦力而导致的电极磨损。而且，外部电极7的腐蚀或侵蚀可以通过使用相对较厚的金属条和通过有效的温度控制而得到抑制。而且，延长了外部电极7的寿命。注意到，通过将外部电极7布置成使得它们至少部分地覆盖固体介电结构2的外部表面，结构2的冷却可以通过外部电极7来实施，例如将外部电极7连接至散热片或热沉(heatsink)。此外，冷却通道可以布置在外部电极7内。 
固体介电结构2用合适介电材料如陶瓷，例如特定类型的氧化铝、玻璃或玻璃‑陶瓷材料制成。介电材料和外部电极之间的粘附可以例如通过使用例如环氧树脂将电极粘合而实现。胶粘材料优选具有高介电强度或具有高导电性，以便避免这种材料的电击穿。外部电极结构可以为其中插入固体介电结构的U形。外部电极可以用诸如不锈钢、高碳钢、铂或钨的金属、涂层或合金制造。 
优选地，固体介电结构2中的内部空间5大致是细长的，以便能够提供相对大的处理表面3。然后，该内部空间形成通道。 
以一种有利的方式，固体介电结构2中的内部空间5通过挤出工艺制造，由此提供相对简单、可靠且成本低的根据本发明的等离子体单元1的制造方法。作为其他优点，可以在固体介电结构中，尤其是在具有单个细长内部空间的结构中实现相对较长的细长内部空间。因此，按比例增大至相对大的元件，例如长度为几米是可能的。通过采用挤出工艺，能够获得一体式固体介电结构2。可替换地，当需要非细长的固体介电结构时，可以通过另一种工艺(例如打磨)来制造内部空间。 
外部电极7与固体介电结构2直接接触，使得电场不仅仅依赖于外部电极的尖锐度，而是通过气体和固体介电结构2之间的介电常数之差而进一步增强。 
用于表面介质阻挡等离子体处理的按比例增大的(scaling up，或放大型)电极会引起相对较高的电容性负载。以一种有利的方式，通过单独的电源装置经由其内部电极6和外部电极7提供递送至每一固体介电阻挡结构的电能。超出细长的介电阻挡结构的特定长度(通常为1‑4m)，每一个这样的结构使用单独电源对于工艺控制是有益的。可替换地，根据所谓等离子体处理单元一部分的外部电极7的总数，电极的组可以连接至单独的电源。作为第二种替换方式，单个介电结构的外部电极7可以被分成多个节段，其中每个节段接受来自单独电源的电能。每个电源的电容下降可以用来在电极之间以高频率和/或以重复尖锐的上升脉冲施加交替电压电势时，操作表 面阻挡放电。施加这样的脉冲会导致表面屏障放电丝(filament)沿着处理表面更均匀分布。而且，可以通过使用更便宜的构件来降低模块电源系统的成本。 
图2示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第二种实施方式的示意性横截面图。外部电极7部分地覆盖固体介电结构2的外侧表面12，由此留下外侧表面的上部未被覆盖。因此，表面等离子体被诱导的区域从外部处理表面3延伸至外侧表面12的未被覆盖的上部。图2所示的实施方式允许借助于等离子体活化气体，即经由外部电极7之间的气体流路P1、P2、P3的气体与沿着单元1的处理平面T供给的可能的其他气体组合的气体流，来处理表面。这种类型的所谓等离子体喷射流体(jet)在高气体流速的情形中是有效的，因为在等离子体中产生反应性颗粒与将它们以短距离运送至结构表面之间的时间短。在特定应用中，在沉积之前前体气体的部分分解(剪切)可以是合乎要求的。在具体应用中，前体气体聚合(由此形成亚微米尺寸的颗粒)在颗粒沉积在结构表面之前实现。在特定应用中，可以优选沿着气体流路P1、P2、P3使用不同气体，例如用于这种聚合物层的表面活化、层或颗粒沉积以及固化或进一步交联。 
图3示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第三种实施方式的示意性横截面图。单元1包括导电的、接地且穿孔的板10，其至少部分地沿着固体介电结构2的外部处理表面3延伸。通过提供穿孔板10，等离子体活化气体的分布进一步得到改善。在这种情况下，优选采用高气体速度，以便限制在到达下游待处理的结构之前由反应性气体颗粒之间以及气体颗粒和穿孔板之间的碰撞造成的等离子体反应性损失。而且，因为板10是接地的因此获得更安全的情形。当在应用该等离子体单元的工作人员可进入的空间中处理对象时这种选择是有利的，例如对于消毒或灭菌目的，如地板、家具、仪器或人的皮肤。 
图4a示出了具有上方内部空间5a和下方内部空间5e的第一固体介电结构2的示意性横截面图。上方内部空间5a包括壁11，例如作为导电涂层、箔或管而实现。壁11的内部空间用流体，即液体或气体6填充，以用于调节固体介电结构2的温度。通过提供导电壁11，由导电体包封(enclose，包围)的温度调节流体因此屏蔽了电磁场，由此使得任何材料组成随时间而更稳定。气体流路P1、P2沿着侧壁12延伸，壁12从处理表面3延伸。 
图4b示出了第二固体介电结构2的示意性横截面图，其中上方内部空间5a包括固体电极6，优选地居中在上方内部空间5a的中部。电极6(其可以是铜)由导电性的、温度调节流体13(其可以是硫酸铜的水溶液)包围。 
而且，图4c示出了第三固体介电结构2的示意性横截面图，其中上方内部空间5a用导电性的、温度调节流体6填充。通过用导电性的、温度调节流体填充该内部空间，满足了在内部电极和固体介电结构之间的气体自由接触以避免形成不期望的等离子体的要求。而且，使用液体电解质电极，解决了与金属和陶瓷的不同温度依赖性膨胀系数相关的问题。而且，也解决了由于热/化学降解导致薄金属涂层寿命缩短的问题。此外，图4b和图4c的实施方式优于图4a所示的实施方式，因为不可避免的包含空气(其会引起等离子体局部化并导致热损伤)，并且由于存在小的陶瓷缺陷和/或凸起而难以在挤出的陶瓷通道中插入固体金属棒或管。 
注意到，如图4a‑图4c所示的固体介电结构2可以用于形成图1所示的组件。然而，这样的固体介电结构2也可以单独使用。举例而言，如图4a‑图4c所示的细长单个固体介电结构2可以用于加工细长的对象，例如纤维、纤维束或纺线束的等离子体处理。气体流路P1、P2以固体介电结构2的侧表面12为界。在单个固体介电结构2的情况下，气体流路P1、P2可以进一步以设置在固体介电结构2附近的其他非导电性结构为界。 
优选外部电极接地，从而避免不安全的情形。通过向内部电极施加非零电压，内部电极和外部电极之间的电压差产生表面介质阻挡放电等离子体。如果需要的话，也可以其他方式施加电压，例如使内部电极接地以及向外部电极施加非零电压。 
图5示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第四种实施方式的示意性横截面侧视图。这里，固体介电结构2的外部处理表面3由多孔的电隔离层14覆盖。而且，单个固体介电结构2包括三个内部空间5a、5e、5i。通过采用多孔的电隔离层14，获得了适合用于气体处理的等离子体单元1。实例是例如在燃烧气体、燃料转换系统(例如燃料或生物质转化为氢)、空气调节应用、大型建筑物的空气供应系统、医院、军用化合物等中除去挥发性有机化合物，如工业用溶剂、烃类、CO、NOx、SO2、H2S、烟灰、灰尘和微生物。优选地，多孔层14包括气体吸附材料，例如用于吸附气态污染物的多孔性氧化铝、沸石，以及用于辅助等离子体化学转换的催化材料例如MnOx、Au/TiO2。通过冷却该通道，气体污染 物可以吸附在多孔层14中。在单元1的操作过程中，表面等离子体8可以周期性地开启和关闭。在一个等离子体活性周期中，污染物借助于等离子体产生的多孔层14中的化学物质，主要是氧化性化合物如O、O3、HO2、H2O2而被氧化。由于温度升高，一部分被吸附的物质会脱附并在单元1下游的等离子体活化气体中被氧化。在一种特定实施方式中，上方内部空间5a和中部内部空间5e包括电极，而下方内部空间5i包括具有与外部电极7大致相同电势的绝缘体或电极。 
图6a‑图6e分别示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第五种至第九种实施方式的示意性横截面图。示出了一对固体介电结构2a、2b，每一个具有包括内部电极6a、6b的单个内部空间。通常，当该介电结构的外部尺寸接近细长形状结构而不是板状结构时，包括一个或多个内部空间的固体介电结构可以更容易地制造，并且以更可靠的(robust)方式制造。因此，横截面图中接近方形形状形式的固体介电结构可以以相对简单的方式实现。而且，结构2a、2b在沿着固体介电结构2a、2b外部表面的不同位置处具有产生表面等离子体8a、8b的不同外部电极7构造。更具体地，示出了固体结构的第一侧、固体结构的相对侧、固体结构的两侧以及经由桥7e连接的外部电极。 
等离子体活化气体(等离子体喷射流体)可以与待处理结构紧密邻近处更局部化产生的等离子体联合注入。甚至可以使用沿着待处理结构和通过喷射流体(jet)的不同气体。借助于施加的电压，等离子体可以或多或少地从该喷射流体延伸至待处理的结构。 
为了避免在固体介电结构部分上出现等离子体，可以采用具有气体渗透性、锯齿结构的电晕电极，其结合有更薄、更柔软且因为不载送主电流而不会造成腐蚀的良好附着涂层。 
图7示出了如图1所示的表面介质阻挡放电等离子体单元1的示意性透视部分分解图。具有内部空间5(形成为通道)的固体介电结构2a、2b、......、2j的组件彼此相邻定位，其中外部电极7置于其间。金属管11被推入到通道5中，并且将整个组件置于上述金属管9的上方。金属帽具有用于使气体朝向沿固体介电结构侧表面的气体流路部分流动的进口15。 
图8a、图8b、图8c分别示出了图1的表面介质阻挡放电等离子体单元1的示意性顶视图、横截面图和另一横截面图。内部空间5的末端经由软管连接18或另一偶联单元分别连接至电解质进口通道16以及电解质出口通道17。这样，用作温度调节流体和电极的 电解质6可以从进口通道入口En通过固体介电结构2流向出口通道出口Ex。外部电极7沿着第一平面A1和第二平面A2之间的距离W相对于内部空间5的纵轴横向延伸。因此，在第一平面A1和第二平面A2之间限定了等离子体区。 
图9示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第十种实施方式的示意性横截面图。单元1包括多个固体介电结构2，它们被布置成彼此大致平行的移位(shifted)的两行。这些结构形成为用电解质6填充的中空管2。管2的外部表面由多孔的电隔离层14覆盖，该电隔离层优选为气体吸附剂。可选地，该层包含催化性物质。管2经由接地外部电极20相互连接，使得外部电极20从远处位置延伸到多孔的电隔离层，从而与内部电极6合作地产生表面介质阻挡放电等离子体。而且，等离子体单元1沿着管2的外部表面具有气体流路P1、P2、P3、P4。等离子体单元1能够周期性地操作以化学转化吸附的气体。而且，等离子体单元1能够周期性地操作以再激活催化性物质。在本文中，周期性地操作等离子体是指等离子体过程是不连续的、中断的，以使得等离子体过程随之是活性的或非活性的。可替换地，等离子体过程是连续的或准连续的以便连续地处理待处理的结构。 
图10a和图10b分别示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元1的第十一种实施方式的示意性横截面图和示意性顶视图。在图10中，固体介电结构2大致是板状的并且该结构具有多个狭缝21，对应的气体流路P1延伸通过该狭缝21。原则上，也可以在板状结构2中采用单个狭缝。然而，通过采用多个狭缝，可以在待处理结构2处以更均匀的方式提供气体。在图10a和图10b中，单元1进一步包括用作外部电极且位于结构2顶部上的单个金属板7。板7具有大致对应于固体介电结构2的狭缝21的狭缝。同样，介电结构2中具有形成为通道的多个内部空间5。这些通道可以例如通过打磨或挤出工艺制造。通道包括内部电极，该内部电极以电解质来实施以便该流体也可以用作温度调节流体。通过在外部电极和内部电极之间施加电压，获得表面等离子体8。表面等离子体8在金属板7中的狭缝21的相对尖锐边缘处形成，并且许多等离子体丝可以通过固体介电结构2中的狭缝21的边缘延伸至与金属板7相对的结构2的外部表面。整个表面介质阻挡放电等离子体单元1可以制成相对轻重量的产品。板状固体介电结构可以整体形成或通过组装固体介电结构元件而形成，例如用环氧树脂或玻璃熔融物将它们接合在一起。 
因此，相对于固体介电结构的处理表面大致横向定向的气体流路可以通过该固体介电结构中的开口实现，例如，经由整体固体介电结构中的狭缝或者经由固体介电结构元件之间的间隙，该固体介电结构元件在固体介电结构元件的组件中彼此相邻布置以形成固体介电结构。可替换地，大致横向定向的气体流路可以经由外部至固体介电结构的空间来实现。 
图11示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元41的第十二种实施方式的示意性横截面图。固体介电结构42大致平行地布置。然而，结构42的外侧表面50并不是精确平行的，由此提供能够用来处理柔性外部结构48的弯曲处理表面43。内部空间45用来提供内部电极46。外部电极47之间的流路用来朝向处理表面43运送气体并从处理表面43运送气体。气体注入管49用来从等离子体处理区上游和下游分离气流。气体注入管49可以是电绝缘的或导电的。导电气体注入管可以用来将电源至外部电极47的电缆电连接起来。 
图11所示的实施方式特别适用于处理从辊间运送的柔性材料，例如织物、高分子箔或纸。因此，大量固体介电阻挡结构元件可以布置以形成圆筒形，其可以转动从而便于连续处理柔性材料。 
作为一种替换，固体介电阻挡结构元件的形状可以是使得等离子体处理表面43处于圆筒形装置的内部，在该处可以应用其来处理圆筒形结构例如管或软管的外表面。 
通常，任何平坦形结构可以通过同时或连续步骤处理该表面的每一侧而对两侧加以处理。外部电极47可以是U形的，并借助于具有高介电强度或高导电率的胶着层连接至介电结构42。在图11中，U形电极覆盖了固体介电结构的三个侧面。 
图12示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元51的第十三种实施方式的示意性横截面图。大致平行布置的固体介电结构52具有内部空间55，每一个内部空间55用作内部电极56。表面等离子体通过在每一固体介电结构的内部电极56a和56b之间施加电场而沿着处理表面53形成，因而无需使用外部电极结构。由于不使用外部电极，避免了等离子体诱导的电极腐蚀并且等离子体处理装置的寿命显著增加。沿着外侧表面62行进的气体流路4相对于处理平面大致横向地定向，通过单元51处理的结构58在该处理平面中延伸。 
可替换地，另外的穿孔外部电极63可以与等离子体处理表面53相对设置。这种选择对于处理相对较厚的气体渗透性多孔结构特别有用，在该处仅借助于处理表面53的处理是不够的。通过在穿孔电极63与内部电极56a和56b之间施加另外的电场，表面介电阻挡等离子体的空间结构可以沿着处理表面53从相对较薄区域增大至更大体积，以便在多孔材料58中获得更深的等离子体渗透。为了获得可调节的等离子体能量密度和等离子体体积，可以使用两个电源v1和v2并在相同频率下操作，并具有可调节的振幅和/或相对相移。 
图13示出了第一等离子体设备22的示意性横截面图。该设备包括如上所述的根据本发明的一个实施例的四个表面介质阻挡放电等离子体单元1a、1b、1c、1d。更具体地，该设备包括一级单元1a、二级单元1b、1c和三级单元1d。作为单元1的指征性实例，气体和/或前体经由等离子体单元1a中的进口15进入到沿着外部电极7到达处理平面T的多条气体流路P1、P2、P3、P4中的裂缝。通过在外部电极7和内部电极5之间施加电压，在处理平面T中产生表面等离子体，由此加工待处理结构23。而且，等离子体设备包括辊24a、24b和用于在处理平面T中沿着等离子体单元1a、1b、1c、1d引导待处理结构23的导向装置25a、25b。设备22还包括用于经由另外的气体进口27提供另外的气体混合物和/或用于经由喷雾器29提供液体气溶胶颗粒的单元26。控制再循环温度的液体经由进口28提供并经由出口30维持在适合于超声喷雾的特定水平。 
图14示出了用于在某些方面更详细地举例说明该工艺的等离子体设备22的另一示意性横截面图。在设备22操作过程中，待处理结构23在处理方向TD上沿着处理平面T移动。在第一步中，该结构经过用于表面放电等离子体预处理的第一等离子体单元1a，接着是经由二级等离子体单元1b、1c的主要等离子体过程。随后，借助于三级等离子体单元1d实施等离子体后处理。经由在二级等离子体单元1b、1c之间的主要气体通道路径G，也称为等离子体聚合区，将气体供应到处理平面T。含气溶胶的气体由供应到单元26的气体混合物(例如氮气‑丁二烯)和经由液滴喷雾器(dropletnebuliser)29提供的液体气溶胶构成。液体31(例如苯乙烯)可以包含亚微米尺寸的固体颗粒(例如SiO2颗粒)的悬浮液。 
图15示出了包括多个固体介电结构2a、2b、2c、2d的组件的第二等离子体设备32的示意性横截面图。固体介电结构的处理表 面3a、3b、3c、3d围绕着处理体积33。而且，处理表面是弯曲的以便围绕处理体积33。固体介电结构包括从处理表面3延伸远离处理体积33的外侧部分34，以便能够实现或多或少地均匀处理和有效温度调节。两个相邻固体介电结构的外侧表面之间的间隙至少部分地限定气体流路P1、P2、P3、P4。在等离子体设备32操作过程中，气体经由气体流路流向处理体积33并从处理体积33流出。在处理体积33中，将待处理结构定位，优选定位为与介电结构2的处理表面3具有基本一致的外周形状的结构。可选地，气流诱导用于将待处理结构保持在处理体积33的期望位置的压力，例如保持在处理体积33的中心以避免产生摩擦。作为一个实例，具有圆形截面的主体，如纤维34，可以通过等离子体设备32来处理。该设备包括两个固体介电结构2a、2b；2c、2d，该固体介电结构具有狭缝，内部空间，由此限定了气体流路P2、P4。固体介电结构2a、2b、2c、2d包括整合用于产生表面等离子体的内部电极的内部空间。 
注意到，该构造也可以被设计成使得更多或更少的介电结构围绕处理体积，例如六个介电结构。 
因此，根据本发明的等离子体单元可以用于多种应用，如用于清洁气体或处理结构的表面，例如用于改善粘附性、可染色性和可印刷性，用于通过等离子体聚合的层沉积，通过等离子体辅助接枝的层沉积、颗粒沉积、消毒或杀菌目的。 
图16示出了根据本发明的表面介质阻挡放电等离子体单元100的第十四种实施方式的示意性横截面图。单元100包括多个细长形状的固体介电结构102a‑102e，其限定了使得来源于主要气流P的气体气流P1‑P4流动到处理表面103a‑103e的间隙104a‑104d，其中表面等离子体被介电结构内部的馈电电极106a‑106e和U形外部电极107a‑107e诱导。待通过等离子体单元100处理的衬底110在单元100操作过程中在移动方向D1上输送。 
根据本发明的一个方面，外部电极上的不希望的沉积可以通过沿着外部电极相对于处理表面大致横向地提供气体流路区段而被抵消。外部电极抵消表面等离子体，因此抵消沿着气体流路的不希望的沉积。然而，在气体或物体(表面)并且甚至是纤维网/纤维的DBD处理中，在这些固体介电结构和/或与这些结构相邻的电极上会出现形成不希望的涂层。 
原理上，在处理表面103a‑103e上会形成不希望的涂层。类似于使用传统的平面型SDBD电极(没有横向的气体流路)所采用的方法，当其以连续或步进方式通过处理表面时，可以通过移动衬底 本身(如箔、纸、纤维网或纤维束等)的连续机械移动而避免出现不希望的涂层。 
然而，当不存在材料的这种机械移动时，例如当处理气体时、在气体中合成或涂覆颗粒时或者当在距处理表面有限距离处处理物体时，经常在处理表面上发生不希望的沉积。 
单元100进一步包括清洁部件111，如沿着固体介电结构的介电导线(dielectric wire)束或纤维束或开口较大的气体渗透性纤维网，以便去除不希望的沉积物。清洁部件111可以特别地在介电结构用于气体处理或物体(包括粉末)的任何表面处理时使用，其可以不使用或不太适用于移除处理表面上的不希望的沉积物。 
在所示实施方式中，清洁部件经由辊系统112a‑112d移动到清洁室113中进行再利用。可替换地或另外地，清洁部件111被连续替换。清洁程序可以连续地、间歇地或周期性地应用，例如在任何不存在等离子体和/或在任何未施加等离子体以用于表面或气体处理的情况。优选纤维/纤维网在处理表面103的平面内在两个彼此独立方向上沿着处理表面移动，以便至少清洁明显的部分或清洁整个处理表面。而且，注意到，清洁部件本身的清洁程序可以以各种方式实施，例如利用等离子体处理来实施。 
可替换地，可以使用其他的清洁装置，例如固定的刷子。这样的清洁装置尤其可以以与固体介电结构联合布置成圆筒的方式应用。该圆筒或清洁装置可以旋转地移动，或者二者均转动地移动。由于该结构被构造为具有连接于独立电源的独立电极的各种元件，所以在转动圆筒构造的特定情况下等离子体会在清洁期间被关闭。 
我们还考虑了使用沿着处理表面通过的导电电极线的可能性。在这种情况下，没有U形外部电极或U形外部电极具有与那些导线相同的极性。没有U形电极不是优选的，因为这会引起气体流路上的不希望的沉积，该不希望的沉积是不易清除的。可以作为一种替换方式包含导线在处理表面上形成SDBD的构思。 
为了避免金属沉积在处理表面上，优选清洁部件包括聚合物或玻璃。图17示出了固体介电结构120的一种实施方式的示意性横截面图，而图18示出了图17的固体介电结构的示意性横截面顶视图。该结构包括U形外部电极121和嵌入在电介质123、124中的内部电极122。在单元120操作期间，表面等离子体125在单元120的处理侧出现。在图16中，两个固体介电结构组装形成单个等离子体单元。该单元包括限定处理表面125末端的反应器壁126。在 反应器壁126的内侧上，存在相对较大的电极127以限制该区域中的电场。 
制造(不是基于挤出)的一种选择是用在填充后被固化的液体材料123、124填充U形外部电极121和中心圆筒形导体122(内部电极)之间的空间。该材料可以是提供足够的介电强度并且与用作电极的金属具有相同数量级的热膨胀系数的玻璃、陶瓷、玻璃‑陶瓷、环氧树脂或任何复合材料。 
可替换地，电极之间的空间可以借助于组合圆筒形陶瓷或玻璃管123(包括内部电极122)以及填充介电材料124的方式而填充。除了提供低制造成本，以及高介电击穿强度外，这种结构允许相对容易地制造从电源到外部电缆的高压馈通(feed through)。通过用液体填充中间空间用于固化成为固体电介质，抵消了诸如气泡的不规则出现。 
进一步注意到，圆筒形陶瓷或玻璃管123延伸到反应器壁外部，由此抵消在反应器边界处电介质击穿的可能性，并改善了设备的可靠性。还注意到在另一变型例中，如图19所示，所填充的介电材料124还延伸到反应器壁外部，使得等离子体单元的可靠性进一步得到改善。 
相对于制造工艺，图17‑图19所示的结构具备优点。金属外部电极具有大致U形的结构，而内部电极具有大致圆筒形结构。介电阻挡材料可以利用包含陶瓷或玻璃颗粒物(陶瓷和玻璃颗粒物的混合物)的粉末或液体材料以及最后的粘接剂材料通过注塑而获得。该材料也可以包含具有合适的玻璃或陶瓷添加剂的环氧树脂，以实现高电压绝缘和与相邻电极材料的材料相适合的热膨胀系数。该粉末或液体可以与内部电极一起注入到U形外部电极中，形成平坦处理表面。 
作为一种替换，内部电极首先沉积为薄层或者作为细金属管插入到陶瓷或玻璃管(已经通过挤出工艺制造而成)中。然后将电介质管插入到U形结构中，并且以注塑的方式填充电介质管和U形外部电极之间的空间。作为另一种替换，用液体电解质电极代替固体内部电极材料。 
而且，U形电极可以包括薄金属片材料，其可以在温度变化和/或机械震动的条件下，具有较好的粘接/附着到固体介电结构上的粘接/附着特性。在该特定情况下，U形金属结构的边缘可以与另外 的细长金属元件一起延伸或连接于另外的细长金属元件，以用于改善外部电极(图中未示出)的耐腐蚀性和耐侵蚀性。 
相对于所获得的流光放电(streamer discharge)的空间结构，该结构进一步提供了优点。这可以说明如下。 
流光(streamer)是在具有最大施加电场的区域中形成的电离丝，并且其随着时间(作为时间的函数)，沿着处理表面至具有较低施加电场的区域而增加其长度。流光可以具有105m/s级别的速度。延展的流光结构可以描述为传播和电离“流光头部”，典型地具有大约100厘米的直径，由该头部和电极之间的弱电离的导电等离子体的导电性“流光通道”界定，其中该头部最初就已经形成。 
等离子体头部的传播延长了流光通道，该传播取决于各种因素，如由于沿着弱电离等离子体通道的压降作为流光长度的函数而降低的流光头部的电势，以及该传播的流光头部附近的非电离气体的电场。所述电场可以又取决于电极的几何形状、固体介电结构的形状和电容率，以及其他附近流光放电的电荷和结构(流光之间的静电排斥)。 
在已知的板形固体介电结构中，形成流光的处理表面与内部电极之间的距离是恒定的。因此，流光的长度由于随着其长度的压降以及附近流光的电荷而受到限制。 
提出的固体介电结构的构造和电极的一个目的是利用在内部和外部电极之间施加的最小电压电势形成最多数量的具有最大长度的流光。预期在最小电压处的最优流光放电结构对于诱导的化学过程的有效性和能量效力是有益的。 
这可以如下实现。在图17‑图19所示的结构中，流光“头部”与内部电极之间的距离在等离子体通道长度增加过程中降低。因此，由于导电通道的电阻率，流光头部处的电势损失通过在传播的流光头部附近的非电离气体中局部施加的电场增加而得到补充。而且，在传播的流光头部附近局部施加的电场还取决于介电材料的电容率。对于图17‑图19所示的固体介电结构，这种结构可以由两种或更多种介电材料构成，例如在圆筒形管和U形外部电极之间的空间中包含内部电极的陶瓷管和玻璃状填充材料。当选择圆筒形管的电容率远高于周围材料时，当施加于传播的流光头部附近的电场接近玻璃状填料的厚度相对较薄的结构的中部区域时，该施加于传播的流光头部附近的电场得到增强。作为一个实例，陶瓷管可以由氧化铝(Al2O3，具有相对电容率εr＝10)制成，填充材料可以由一类 相对电容率εr＝3‑5的玻璃制成。具有极高电容率的陶瓷‑玻璃复合材料可以通过加入如钛酸钡和/或钛酸锶之类的物质来制造。 
图20示出了根据本发明一个方面的等离子体设备的示意性横截面图。反应器具有用于沿着或通过沿衬底路径250的多个等离子体区201、202、203传送衬底207的第一和第二绕线筒208、209。等离子体区201、202、203包括用于处理衬底207的等离子体发生装置。在每一个区201、202、203中，实施特定处理。具体地，在第一区201中实施表面活化，在第二区202中沉积并附着颗粒，优选纳米颗粒，而在第三区203中实施最终的聚合和/或交联以及强化与衬底的化学键。 
注意到，对于处理衬底207，原则上不必应用所有描述的等离子体区。作为一个实例，第三区在某些情况下可以省去，例如当第二区202中的附着作用看起来满足具体应用的物理要求时。作为第二个实例，第一区可以省去，可替换地使用等离子体区202用于衬底表面活化和颗粒沉积。 
在每个等离子体区201、202、203中的等离子体发生装置包括用于处理衬底207的表面介质阻挡放电装置。表面介质阻挡放电结构包括介电主体230、231、232、233，其中在衬底路径250附近的外表面的适当部分被电极234覆盖。在将电势施加至电极234后，就在电极234之间的表面附近产生等离子体丝。 
在图20中，第一区201包括多个这样的具有介电主体230、231、232、233的表面介质阻挡放电装置。类似地，第三区203包括具有介电主体235、236、237、238和电极234的表面介质阻挡放电装置。 
图20所示的第二区202包括更复杂的等离子体发生装置，其利用元素表面介质阻挡放电元件构建。多个表面介质阻挡放电元件242具有多个介电主体239，该多个介电主体239平行布置限定在相邻表面介质阻挡放电元件242的相对外表面243A、243B之间的通道241，所提到的相对外表面243A、243B至少被如图21所示的电极240覆盖，图21示出了在反应器区域202中的等离子体发生装置的示意性横截面图。 
优选地，介电主体239的末端位于衬底路径250附近。可选地，衬底路径250附近的介电主体239的端表面具有电极v1、v2，以在待处理衬底207附近产生等离子体丝。 
通过向位于外部单个表面243B上的电极v3、v4施加电压电势，在通道241中产生表面等离子体丝放电226。而且，通过向位于相对外表面243A、243B上的电极v5、v6施加电压电势，在通道241中产生体积等离子体丝放电227。因此，通过驱动在反应器区域202中的等离子体发生装置中的所选电极，可以在颗粒流动通道241中的预选位置产生不同类型的放电。 
在颗粒流动通道241中，颗粒流动到待处理的衬底207。如果需要，这样的颗粒如本文所述在通道241中进行预处理。通过产生表面放电，温度立即局部升高。而且，产生的压力波具有根据施加至电极的电压频率的频率，该频率例如在大约0.1至100kHz的范围内。由表面放电引起的局部温度升高的现象可以用于等离子体诱导的热泳，并且具有对固体和/或液体颗粒施加力以驱动它们远离介电主体239的表面243A、243B的作用。 
本发明不限于本文中所描述的实施方式，应当理解可以进行许多变形。 
除了使用内部电极以及布置成与固体介电结构的外表面相邻的另外的外部电极以用于产生表面介质阻挡放电等离子体之外，一对内部电极也可以用于产生表面等离子体。而且，如果使用外部电极的话，可将该电极置于与固体介电结构直接接触或者与其相邻以用于产生表面等离子体。 
上述实施方式包括横截面为圆形的内部空间。然而，也可以应用其他形状，例如方形的内部空间。 
注意到，可以对图6、图9、图10和图12所示的实施方式进行修改，以使得介电结构的处理表面没有电极，并且侧面外表面至少部分地由外部电极覆盖。 
其他这样的变形对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且被认为是落入在所附权利要求限定的本发明范围内。