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绝缘介质与真空的交界面上存在沿面闪络现象，影响设备的绝缘性能。大气压低温等离子体能够作用于聚合物材料表面，在不影响基体性能的情况下改变材料表面的物理化学性质。在射流结构中通入工作气体，将放电产生的等离子体输送到材料表面进行改性，提高绝缘介质的真空沿面耐压能力，对拓展低温等离子体的应用和改善脉冲功率器件的绝缘性能具有重要意义。 本文基于自主研制的纳秒脉冲电源和微秒脉冲电源，搭建了等离子体射流实验平台、聚合物材料表面处理装置和真空沿面闪络实验装置。研究了大气压等离子体射流的形成机制和不同特性，在不同条件下对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行表面改性，获得了憎水结果，并通过真空沿面闪络实验和多种测量手段，证明了等离子体表面改性能够有效提高PMMA的真空沿面耐压能力。 大气压等离子体射流的形成类似流注放电，依赖于流注发展过程中的光致电离。通过电学诊断和发射光谱诊断发现，施加脉冲电压幅值、重复频率、脉冲宽度、上升沿和不同工作气体等不同条件，均对等离子体射流的放电电流、视觉长度和放电产生的活性粒子有所影响。 使用大气压等离子体射流分别对PMMA进行亲水和憎水改性，研究了射流的作用范围，处理后老化效应和不同处理参数下的影响因素。结果表明处理时间、电源放电功率和不同气体配比是主要的影响因素。采用Ar(4 L/min)和CF4(0.4 L/min)的混合气体，射流放电功率密度3.18 W/cm2，处理时间10s，对PMMA憎水改性后表面水接触角可由原始68°提高至86°。使用具有更大功率密度的放电结构，可以得到最优处理效果104°。结合X射线能谱分析和原子力显微镜扫描，证明等离子体处理可以在PMMA表面引入F元素，并增大表面粗糙度，形成憎水表面结构。对于表面改性的不同时间段以及改性的不同程度，PMMA表面所含元素和化学键具有一定的变化趋势，形成了不同的处理结果。 真空沿面闪络实验的结果表明，表面憎水改性能够将PMMA的真空沿面闪络电压提高30％。其机理一方面在于表面F元素的引入能够降低材料的表面介电常数，从而减小三结合处的场强并使初始电子动能减小，另一方面由于F元素极强的电负性和表面改性后粗糙度的增加，使材料表面陷阱俘获电荷的能力增强，降低电荷迁移率，提高表面电阻，抑制了二次电子的发展和倍增。这两个因素的共同作用使PMMA的真空沿面耐压性能得到改善。