为了提高Z箍缩动态黑腔中低密度泡沫柱的装配精度, 基于辅助移动平台和视觉识别工艺的基础上, 对低密度泡沫柱装配的误差源进行了分析与建模。建立设计、加工和装配误差源传递模型和低密度泡沫柱装配同轴度及轴向夹角精度预测模型, 获得各误差源对低密度泡沫柱装配精度的影响大小和规律。最后采用某负载进行了模型的有效性验证, 当泡沫柱粘接随机位置误差较小时, 同轴误差预测值与实测值偏差为001~0.03 mm, 轴向夹角预测值与实测值偏差为0.05°~0.34°。实践表明, 该方法可为低密度泡沫柱装配精度的预测和误差源控制提供一定的理论支撑。

为了研究不同直径PS微球(表面溅射Ag膜)基底的表面增强拉曼散射(SERS)效应, 制造了一个新的表面增强拉曼散射(SERS)基底。 通过在n型(100)单晶硅片上采用旋涂的方法, 得到不同直径的呈六角形有序排列的单层PS微球阵列, 然后在PS微球阵列表面磁控溅射一层约30 nm的Ag膜。 利用拉曼光谱仪以罗丹明R6G为探针进行了SERS光谱测定, 分析比较了不同直径PS微球阵列的表面增强拉曼散射效应, 结果表明, 溅射有Ag膜的PS微球基底在不同直径下均有不同程度的SERS效应。 随着微球直径的增加, PS微球阵列的起伏程度不断加强(粗糙度不断增加), SERS信号逐渐增强, 当球直径达到600 nm时, 峰的增强信号达到最大, 进而获得了一个最优化的SERS基底。 同时发现在基底上获得了高信噪比的R6G的SERS光谱, 与苯环相关的一系列CC双键伸缩振动特征谱以及与苯环相关的面内、 面外变形振动特征谱均获得了明显增强。 这种单一的大区域的拉曼散射基底, 呈现出高低相间起伏分布的微观形貌, 不同PS微球之间的空隙和深度有很明显的不同, 能够显著改善表面Ag膜颗粒的大小和分布, 进而提高了PS微球基底的SERS活性。 该基底所具有的特殊阵列结构使其在利用SERS探究化学和生物等领域的单分子结构有很大的应用潜力。

Ni80Cr20超细丝经冷加工后呈规则的三维螺旋卷曲状态。实验研究了拉拔角度、变形量、拉拔速度和模具定径区长度对超细丝材曲率的影响, 制定了NiCr合金丝单模冷拉拔工艺。结果表明: 随拉拔角度的增加, 丝材曲率逐渐增加; 变形量增加, 拉拔角度为17°时, 丝材曲率没有明显规律, 基本在0.56 mm-1左右, 但拉拔角度为0°时, 丝材曲率逐渐增加; 拉拔速度小于10 m·min-1时, 曲率逐渐增加, 大于10 m·min-1时, 曲率增加趋势变缓, 大于30 m·min-1曲率又有所下降; 定径区长度越长丝材曲率越小。分析认为, NiCr丝材表面产生的附加切变形及切变层的流动速度的不一致性是丝材产生卷曲的原因, 且曲率越大残余应力越大。为减小不均匀变形, 冷拉拔工艺采用0°拉拔、拉拔速度10 m·min-1、模具定径区长度为模具定径区直径的60%。

利用研制平台、激光衍射直径在线表征设备、扫描电子显微镜及力学性能测试设备等对超细钨丝的直径周期调制成型过程及单丝性能进行研究。结果表明,正电压与零电压交替出现的电解腐蚀方法可以用于制备连续型直径周期调制钨丝; 电解电压1.4 V和1.6 V下,100~500 g·L-1的NaOH体系下,钨丝均能表现出较明显的直径周期调制形貌; 电解电压更高时,只有当NaOH浓度低于500 g·L-1时,钨丝才能呈现周期调制的形貌。钨丝电解抛光的质量损失与电流强度和腐蚀时间存在正比关系,在特定条件下超细钨丝的重量损失与电流强度、电解时间二者乘积的比值为5.35×10-5 g·C-1。在电解液质量浓度200 g·L-1,电解电压2.0 V下,以3 s的腐蚀时间制得的直径调制钨丝的粗段直径为12.2 μm,细段直径为9.8 μm,减径率约20%,其单丝断裂力可达0.288 3 N。

介绍了基于聚龙一号装置的Z箍缩诊断和实验布局,分析了丝数132~300、丝直径5~10 μm、丝阵直径13~30 mm的单/双层钨丝阵Z箍缩内爆动力学过程和软X射线辐射特性规律。研究表明,钨丝阵等离子体的停滞时间与零维薄壳模型计算的停滞时间一致,内爆轨迹存在偏离,丝阵等离子体内爆开始前以丝烧蚀为主,内爆开始时间约为总内爆时间的67%; 随着负载质量和半径的增大,负载电流、内爆停滞时间和X射线辐射脉冲半高宽也相应增加,X射线辐射峰值功率减小。双层钨丝阵的内爆均匀性和一致性优于单层丝阵,其辐射峰值功率明显高于单层钨丝阵,但单/双层钨丝阵辐射产额基本相当,能量转换效率约为15%。此外,还初步讨论了单层钨丝阵驱动的低密度泡沫动态黑腔辐射功率波形特征及其与纯钨丝阵内爆辐射的差异。

厚度低于5 μm的AlMg合金箔材可作为带材切割的原材料应用于Z箍缩物理实验。利用热蒸镀方法，通过控制沉积速率在超光滑的NaCl基片上获得了AlMg薄膜，最终在脱膜后获得了厚度低于5 μm的无支撑AlMg箔材。实验对该箔材的厚度均匀性、表面粗糙度、衍射峰位、晶粒尺寸及距表面不同距离下的成份进行了分析表征。实验发现，此热蒸镀法制备的AlMg合金箔材的厚度均匀性优于8%，两面的表面粗糙度均小于180 nm，晶粒尺寸约20 nm; 不同厚度样品的衍射峰位未明显偏移，箔材内应力很小; 不同深度下Mg含量稳定分布，而在箔材表面杂质含量较高，在距表面6 nm以下合金含量达到预期值并趋于稳定。热蒸镀法制得的无支撑AlMg合金箔材具有厚度可控且均匀、成分稳定、内应力小的特点，适用于制备Z箍缩带阵负载。

采用冷拉拔技术制备超细Ni80Cr20合金丝,探索了电化学法烧头和超景深显微镜辅助穿模方法,开展了直径25.60 μm的超细丝拉拔至21.14 μm的烧头和穿模工艺研究.实验结果表明:采用电解电压为5 V,0.2 mol/L的HCl溶液,烧头时间为1 s,超景深显微镜200倍放大模式,成功拉制直径为21.14 μm的微丝;电化学法可以精确控制烧头电压和时间,同时超景深显微镜可以放大金刚石模具孔径,解决了烧头时间控制不准确和人工穿模的难题,显著提高了穿模效率和成功率.

根据准球型负载的结构和材料特点及其装配过程中对精度的要求，开展了丝阵和泡沫微球装配技术的研究。并根据准球型负载的丝阵装配技术，进行了丝阵直径约8 mm、钨丝直径约10 μm的丝阵负载装配；利用泡沫微球装配系统进行了直径约3 mm微球与直径约200 μm玻璃纤维的精确装配。准球型负载已成功应用于准球型负载物理试验中，并取得了较为理想的试验结果，有望在惯性约束聚变(ICF)物理试验及准球型负载物理试验中发挥更大的作用。

根据电磁箍缩物理实验需求，设计出了一种具有自适应结构的电磁箍缩铝带阵负载。采用手工裁剪和激光裁剪两种方法来制备铝带，表征了两种方法制备出铝带的边缘形貌，并优选出激光裁剪法做为铝带的裁剪方法。分析了激光裁剪铝带的力学性能，30 mm×1 mm×5 μm的铝带断裂强度约116 cN，延伸率约为1.3%。利用上述铝带成功装配出了具有自适应结构的电磁箍缩铝带阵负载，且其自适量达到了4.5 mm的物理实验需求，可应用于“强光一号”物理实验。

开展特定直径超细Ni80Cr20合金丝的冷拉拔制备研究, 并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和金属丝强力仪等对超细合金丝进行了表征。研究结果表明: 烧头过程最佳电解液浓度为0.05 mol/L, 时间为3 s; 制备的镍铬合金丝直径为24.54 μm, 表面光滑, 尺寸精准; 拉拔后晶粒尺寸减小, 退火后晶粒尺寸长大; 拉拔态镍铬丝由于加工硬化, 其伸长率由16%降低至1.88%; 退火可改善镍铬丝性能, 其断裂强度降低, 伸长率增大, 合金塑性增强, 氮气退火丝的断裂强度大于真空退火丝的断裂强度, 伸长率则相反。