研制了基于脉冲电容器放电回路的亚微秒金属丝电爆炸纳米粉体制备实验平台, 包括电爆炸过程电流和电压测量系统。利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粉体的形态与结构, 并通过电镜统计观察法分析TEM图像得到纳米粉体的粒度大小及其分布。在氩气中电爆炸铝丝制备铝纳米粉体, 通过改变电容器充电电压, 即初始储能, 实验研究沉积能量对铝纳米粉体特性的影响规律。结果表明: 铝纳米粉体颗粒形态与结构主要由氩气气压的高低决定, 与沉积能量基本无关。增大丝爆过程的沉积能量可显著缩小铝纳米粉体粒度分布范围, 减小颗粒平均粒径, 并有效地抑制纳米粉体中亚微米颗粒的形成。随着沉积能量E与氩气气压p比值(Ep-1)增大, 铝纳米粉体颗粒平均粒径、最大粒径和粒径大于100 nm颗粒所占比例均呈指数函数单调减小。

搭建了RLC放电回路, 研究了不同氩气气压下铝丝电爆炸二次放电特性。结果表明, 随着气压的变化, 电爆炸二次放电电压曲线呈U形。为了阐明氩气和铝蒸气在二次放电过程中的作用, 利用光谱仪和高速分幅相机分别研究了二次放电等离子体的自辐射光谱特性和空间分布特性, 发现: 在低气压下氩气会参与放电, 放电通道在铝蒸气表面; 高气压下主要是铝蒸气放电, 氩气基本不参与放电过程, 放电通道在铝蒸气内部。

为了寻求可用于快前沿直线型变压器驱动源最理想的多间隙气体开关结构，利用有限元分析软件模拟计算了几种不同电极结构气体开关内各间隙在开关触发前后的电场分布，并利用新型开关电路模型研究了气体开关触发导通前均压措施对开关内部各间隙电场分布均匀性的影响，以及触发后各中间电极对主电极杂散电容与气体开关内电场分布规律之间的关系。结果表明：圆形环状结构电极有利于形成稳定的多通道放电，降低开关的电感及抖动；在开关各个间隙之间并联相同阻值的电阻可以有效地改善开关直流耐压特性；在开关触发导通时，各间隙的电压分布主要与触发电压的上升时间、各个电阻及杂散电容值有关；触发电压的上升时间越短，杂散电容值对间隙电压分布的影响越明显。