为了获得某些材料在在高压条件下的物态方程, 制备了用于激光驱动状态方程实验的铁铝阻抗匹配靶, 研究了铁铝薄膜的精密热扩散连接技术。以冷轧铁薄膜和超精密加工铝薄膜为原料, 研究了热复合工艺条件对其表面形貌、结晶性能、连接界面等参数的影响。利用白光干涉共焦显微镜、X射线衍射仪、膜厚测量仪、扫描电镜等仪器对靶件的表面形貌、厚度、结晶特性、残余应力及界面成分分布等进行分析表征, 掌握了相关参数的变化趋势。据此优化工艺参数, 制备了高质量的铁-铝阻抗匹配靶。对成靶的测试结果显示, 其表面粗糙度小于100 nm、厚度一致性控制在100 nm以内、界面扩散层厚度约为200 nm, 且未观测到显微缺陷, 满足物理实验的具体要求。

研究了真空状态下保温60 min不同退火温度对镜面纯铁的表面粗糙度、表面形貌及晶粒取向的影响。结果表明：在纯铁的多晶型性转变温度点以下，面均方根粗糙度随退火温度的升高而缓慢增大;在多晶型性转变温度及以上发生突变，从面均方根粗糙度为4~5 nm的镜面突变到700 nm;用扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面，发现在810 ℃出现再结晶细小晶粒。研究了原材料及860~960 ℃之间几个温度点的X射线衍射{200}晶面极图，结果发现：晶粒在860 ℃开始择优取向，随温度升高，取向越来越明显;再结晶对表面粗糙度的影响不大，晶粒的择优取向使得晶粒在不同方向的膨胀系数不同，以及多晶型性转变导致体积的变化使得晶粒之间挤压造成晶粒之间的凹凸不平和表面较深较粗的晶界，这是造成粗糙度突变的主要原因。

以Cu作为代用材料，通过分解实验方法，研究了扩散连接各工艺条件对靶丸参数的影响关系，获得适宜的工艺参数（温度小于600 ℃，压强小于6 MPa，时间60 min）。据此，实际连接Cu半球并制备出Cu空心微球。采用白光干涉仪、扫描电子显微镜、微米X射线断层扫描机等仪器对样品进行测试，结果显示连接界面无明显缺陷，内表面粗糙度小于50 nm，内球面直径差值小于20 μm，连接强度满足机械加工要求。

选取纯度较高的1100铝棒作为加工模芯的原材料，利用金刚石车床精加工出表面粗糙度均方根值小于20 nm的铝模芯，采用磁控溅射的方法在铝模芯上制备厚度大于5 μm的铜防护层，得到铝铜复合芯轴。对制备的铜防护层的表面微观结构、结晶性能、厚度一致性进行了分析测试，结果表明磁控溅射法制备的铜防护层沿(111)面择优生长，表面粗糙度均方根值小于30 nm，厚度一致性优于95%，圆柱度小于1 μm。镀层与基底结合力强，可满足大厚度黑腔涂层的制备需求。

在高效率转化腔的制备过程中，使用氢氧化钠溶液去除铝芯轴是最关键的步骤之一。为掌握铝在氢氧化钠溶液的腐蚀行为，采用失重法，研究铝在30 ℃条件下，1~5 mol/L的氢氧化钠溶液中的动力学行为; 以及在3 mol/L的氢氧化钠溶液中，30~50 ℃条件下的氢氧化钠溶液中的动力学行为。对数据进行拟合和经验公式处理，求出各动力学参数(反应级数，速率常数，表观活化能、指前因子)，并通过X射线衍射仪对其产物进行分析。

为了精确测量自支撑金属薄膜厚度及其厚度分布，提出了基于白光共焦光谱传感器的金属薄膜厚度测量技术。介绍了该技术的测量原理及系统结构，研究了系统的测量不确定度。利用相向对顶安装的白光共焦传感器组、精密位移平台并结合自制的薄膜厚度校准样品，实现了对厚度为10～100 μm的自支撑金属薄膜的厚度及厚度分布的精确测量；通过研究系统的传感器测量不确定度、薄膜厚度校准样品不确定度、上下传感器安装误差及系统重复性测量误差，获得了系统的测量不确定度数据。试验结果表明，该系统的测量不确定度在0.12 μm左右，基本满足惯性约束聚变(ICF)靶参数测量所需的稳定性好、测量精度高、非破坏性测量等要求。

采用单点金刚石切削技术,通过合理的刀具设计、夹具设计及工艺过程设计,确定了加工工艺参数,完成了厚度几μm至几十μm的无氧铜多台阶靶的制备。通过触针式轮廓仪,台阶仪,白光干涉仪对表面轮廓及粗糙度进行了测量。结果表明:通过单点金刚石切削技术加工成形的铜多台阶靶,各台阶表面均方根粗糙度小于50 nm,工件表面轮廓平直,台阶垂直度较好。采用阿基米德原理对材料密度进行测量,加工成形后密度为(8.945±0.074) g/cm3,接近材料理论密度。