低温等离子体在能源转换、材料处理以及环境治理等领域具有重要的应用前景,本文主要针对微波辐照碳材料会在谐振腔内形成低温等离子体的问题,选择煤焦颗粒为研究对象,通过数值模拟与实验对低温等离子体的形成机理以及影响因素进行研究。本文取得的研究结果如下:（1）电场强化效应总是发生在两个球形煤焦颗粒的接触点处,当夹角为0°时,电场强化效应最强。当球形煤焦半径为0.6～5.4 mm时,煤焦颗粒在微波场内通过形貌共振和衍射效应,导致电场强化效应增加,在颗粒间形成高强度的电场,产生放电现象形成低温等离子体。对于毫米级球形煤焦颗粒间电场强化效应的最佳条件是小间距而不是无间距。高温热处理会改变煤焦的电磁特性,经过高温热处理以后的煤焦颗粒间更易产生放电现象,热处理温度越高,放电现象越强。（2）高温热处理对煤焦的电磁特性具有显著作用。原样煤焦的电导率为0.002 S/m,测试频率为2.45 GHz时,介电常数为5.69,损耗因子为0.62;当热处理温度增加为1100℃时,电导率为0.163 S/m,介电常数为9.28,损耗因子为1.77。说明煤焦在高温热处理过程中残留于六边形碳层边缘的氢原子发生脱离,杂质发生分解并不断被去除,石墨微晶结构不断生长和完善,多孔结构逐渐转化为致密的有序性结构,且有序性结构的比例随着热处理温度的升高而增大,导致煤焦的电导率和相对介电常数（介电常数、损耗因子、介质电损耗角正切）均随热处理温度的升高而增大。煤焦的相对磁导率较小且在高温热处理前后几乎不发生变化,对微波的影响可以忽略,所以煤焦颗粒的电导率和相对介电常数决定了其与微波的相互作用。（3）煤焦属于低介电常数的碳材料,形状效应是影响电场强化效应的关键因素,通过对不同形貌的煤焦颗粒进行数值模拟研究,结果表明电场强化效应:针状形＞球形＞圆柱形。通过数值模拟发现,当煤焦颗粒的介电常数大于8、损耗因子大于3、电导率大于1 S/m时,在颗粒间会形成更高强度的电场,有利于低温等离子体的形成。