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。

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。

由于Z箍缩动态黑腔负载中的低密度聚合物泡沫柱具有多孔结构和极低的力学强度，在装配过程中对胶粘剂有一定的特殊要求。实验以聚氨酯丙烯酸酯为主体树脂，丙烯酸异冰片酯为活性单体，配以光引发剂和偶联剂制得了适用于低密度泡沫粘接用的紫外光固化胶粘剂。测试表明，所研制的胶粘剂的体积收缩率仅为2.25%，且具有较高的固化速率和适当的粘接强度，能够满足稳固、快速装配的要求。通过对粘接界面的观测发现，胶粘剂在诊断孔内没有明显的扩散，且在低密度致密结构泡沫中的扩散厚度较小，均匀性好。

低密度CH聚合物多孔材料是惯性约束聚变(ICF)的重要靶材料, 利用热致相分离原理对低密度聚环己基乙烯泡沫的制备进行了研究。首先通过聚苯乙烯(PS)氢化反应制备了聚环己基乙烯(PVCH), 经过溶剂选择, 确定以环己烷/1,4-二氧六环为溶剂体系, 经热致相分离和冷冻干燥技术制备出低密度PVCH泡沫。通过分析溶液浓度对泡沫密度的影响, 确定了泡沫密度与聚合物溶液质量浓度之间的关系, 在0.04~015 g/cm3范围之内可实现对泡沫密度的有效控制。泡沫孔结构测试结果表明随着密度的增加, 平均孔径有升高的趋势, 孔径分布趋于单一化, 孔径范围为23.63~0.83 μm。

确定了以1,4-二氧六环为溶剂体系, 经热致相分离和冷冻干燥技术制备了低密度聚亚胺酮泡沫,分析了其质量浓度对泡沫密度的影响, 结果显示: 泡沫实验密度与聚合物浓度有较好的线性关系, 可实现对泡沫密度的有效控制。差示扫描量热法、热重法等热性能测试结果表明: 聚亚胺酮泡沫材料的热分解行为与本体材料一致, 但玻璃化温度较本体材料玻璃化温度高。泡沫孔结构测试结果表明: 随着密度的增加, 平均孔径有降低的趋势, 孔径分布趋于单一化。对其力学性能进行分析可知: 所制备的泡沫硬而强, 具有较高的模量和抗压强度, 断裂压缩随密度增加而增加。随着泡沫密度的增加, 其破坏形变随之增加。

针对惯性约束聚变(ICF)物理实验对具有微加工能力低密度CH泡沫材料的需求,介绍了对二乙烯基苯泡沫的高内相乳液(HIPE)法制备工艺,并讨论了引发剂含量、乳化剂含量、苯乙烯的比例和无机添加剂等对泡沫形貌结构的影响,获得了低密度对二乙烯基苯泡沫的优化制备配方。不同密度对二乙烯基苯泡沫的形貌结构、力学性能和加工性能的表征结果表明:所得泡沫由开孔状球形孔构成,球形孔的直径在1~10 μm之间,孔壁上具有直径为0.2~2.0 μm的圆形孔洞结构;在密度为50 mg/cm3时,泡沫具有5 MPa的弹性模量;通过微加工技术能够获得ICF所需柱状和片状低密度泡沫微靶样品,样品最小尺寸可达100 μm。

详细论述了掺溴聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)低密度泡沫的制备方法与性质测量.以PMP为泡沫骨架材料,均四甲苯/萘为溶剂,六溴苯为掺杂单体,利用热诱导倒相法制备出密度20～60 mg/cm³的掺溴低密度泡沫.在理论密度为50 mg/cm³时掺杂溴原子最大质量分数可达58.91%.利用扫描电镜观测泡沫结构表明:聚合物泡沫均是一种"叶片"状开放的结构,"叶片"的大小依赖于聚合物掺杂量的多少.随着掺杂量的增大,可供形核-长大的晶核也逐渐增多,最终得到的聚合物"叶片"较小.整个体系中密度分布是较为均匀的,掺杂单体在整个聚合物体系中基本不存在沉降的趋势.整个泡沫体系在低温区未出现较大的失重,溶剂的脱出较为完全线.