燃烧产生的碳烟颗粒排放会造成环境污染、损害人类健康,因此对燃烧中碳烟颗粒的研究非常重要,然而,碳烟颗粒生成的机理目前还需要完善。同时,由于会影响到碳烟颗粒的很多重要性质,碳烟颗粒的形貌也成为了研究中的重要一环。本文基于被广泛认可和很多实验验证的HACA机理,从形貌角度对甲烷掺混对乙烯层流预混火焰中碳烟颗粒生成过程的影响进行了探究和分析,并对基于球形假设的SMPS实验进行了形貌上的补充验证,从而对碳烟的生成机理进行补充论证。首先,本文建立了一套可以生成稳定可控的BSS火焰的平面燃烧器系统,和以此为基础的动态响应好、重复精度高的热泳探针取样系统,又设计了火焰温度、当量比、混合气流速相同的四种掺混比各异的火焰工况,分别在3个高度进行了取样,随后进行了TEM和AFM测量,并使用ImageJ等软件对数据进行了分析。实验表明,和SMPS实验结果一致,少量掺混的甲烷会促进乙烯火焰的成烟趋势,而过量的甲烷掺混则会反过来降低成烟趋势,这是甲烷掺混对乙烯火焰中PAHs含量引起的变化而产生的现象。另外,对碳烟颗粒的圆度、球度和分形维数等几何参数的计算分析表明:由于几何特征主要受成核阶段之后的过程控制,所以甲烷掺混对乙烯火焰中碳烟颗粒的几何特征没有太大的影响。同时,随着颗粒粒径和面积的增大,颗粒的结构会变得疏松;最后,即使是很小的颗粒的形状也不是球形,所有的碳烟颗粒都一致地有着不规则形状,证明了团聚过程在成烟过程中是一直存在的。