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。

采用单点金刚石车削技术制备加工铝楔形靶，发现金刚石车削加工楔形靶实际轮廓为圆锥面。通过Veeco NT1100白光干涉仪对表面轮廓及粗糙度进行了测量，结果表明平面部分表面粗糙度小于50 nm，最大峰谷值小于100 nm,斜面部分表面粗糙度小于200 nm。分析认为斜面部分粗糙度测量数值较大是由刀具工作角度变化导致的，而测量轮廓线非圆锥体母线又导致粗糙度测量结果大于实际值。

研究了在硫酸甲醇体系中进行电解抛光制备状态方程(EOS)靶用钨薄膜。分析了钨的阳极极化曲线,对薄膜的表面形貌、晶粒取向、密度和厚度一致性进行了测试和分析,并制备出均方根粗糙度小于50 nm、厚度一致性好于99%、能够保持原材料密度的钨箔膜,满足激光驱动材料高温高压状态方程研究的标准靶材料的需求,证明电解抛光是制备低表面粗糙度、块材密度的EOS所用金属箔材的有效手段。

为了满足惯性约束聚变(ICF)和状态方程(EOS)实验以及靶装配工艺的需要,在薄膜轧制过程中间以及轧制工艺完成以后需要对镍膜进行热处理来改善其组织结构和力学性能.对多辊轧机冷轧的方法制备的厚11 μm镍膜中间退火工艺进行了研究,根据确定的合适的退火工艺退火后继续轧制得到成品镍膜厚7 μm,表面粗糙度小于50 nm,基本满足目前状态方程实验对箔膜的要求.金相显微照片表明镍膜晶粒经500 ℃保温1 h退火由轧制前的条带状变为等轴晶;镍膜硬度经500 ℃退火后由4 GPa降低到了2.3 GPa左右;XRD衍射测试表明镍膜经500 ℃以上温度退火后,高角度的衍射峰开始出现,织构得到一定程度的改善.由此可以确定镍膜合适的中间退火温度为520 ℃保温1 h.

分析了硫酸、硝酸、氢氟酸;硫酸、乙酸、氢氟酸;乙醇、正丁醇、氯化锌、氯化铝;高氯酸、乙酸;硫酸、甲醇这5种不同电解液组成对钛薄膜表面粗糙度、表面形貌的影响,得出硫酸、甲醇混合溶液是一种较理想的电解液体系.设置合适的抛光电压、温度、时间、泵速等工艺参数,制备出了表面平整光滑,平均粗糙度小于30 nm的钛膜.分析了硫酸、甲醇电解液阳极电压与试样表面减薄速率的关系:试样的减薄速率开始随电压的升高而增大;当电压达到28～34 V时,减薄速率随电压变化很慢,当电压继续增大时,减薄速率又会迅速增大,金属膜继续溶解.

叙述了多辊轧机轧制金属薄膜原理,以Ti膜制备为例,借助多辊轧机冷轧技术进行1.5 μm厚钛薄带的制备工艺研究.对薄膜的特性测试结果表明:工作辊的表面粗糙度对于轧制薄膜的表面粗糙度的影响很大,降低工作辊表面的粗糙度可以得到粗糙度为25.2 nm的金属薄膜.

采用轧制技术和真空扩散连接技术,成功实现了Al/Cu阻抗匹配状态方程测试靶的制备,通过原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、台阶仪等测试方法,对样品结构及表面质量进行分析.结果表明:通过轧制技术制备的金属薄膜表面质量较好,表面粗糙度小于25 nm;扩散连接铝铜薄膜界面结合良好,为连续连接,扩散界面控制在150 nm以内.

采用单点金刚石切削技术,完成了对ICF实验用铝靶的切削加工,重点研究了切削用量对加工表面质量的影响.实验结果表明:采用较小的进给速度,较大的主轴转速能够获得较低的表面粗糙度,切削深度对表面质量影响较小.通过Form Talysurf 表面轮廓仪测量,结果表明表面粗糙度小于50 nm.