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。

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。

基于X-pinch软X射线辐射点源对直径10 μm钨丝单丝以及8 μm钨丝双丝电爆发展过程进行了背光成像研究，实验平台为清华大学电机系研制的脉冲功率装置PPG-1(500 kV/400 kA/100 ns)。成像光路安排为: 作为X射线源的X-pinch和作为目标物的钨丝分别安装在装置的输出主电极阴阳极之间和回流导电杆处，成像胶片采用高分辨率、高灵敏度的X光胶片。利用自行设计的电流传感器和罗氏线圈对目标物实际流过的电流进行监测，从而计算得8 μm钨丝丝爆过程中电导随时间变化的曲线。为了观测电爆金属丝质量密度分布的演变过程，设计了μm级厚度的阶梯光楔。通过大量成像实验，获取了丝芯膨胀、晕层等离子体形成及其向外扩张等过程的相关物理图像以及基于原始胶片绘制的质量密度分布图。

基于激光阴影像，研究了直径为8 mm的钨丝阵在滞止阶段的不稳定性发展。实验结果表明，在消融阶段早期，不稳定性扰动的主导波长为0.2 mm。在内爆后期和滞止阶段，不稳定主导波长迅速向长波长方向发展。在功率峰值前后，扭曲不稳定性特征开始出现，在滞止等离子体柱达到最小收缩直径后，辐射功率出现了明显下降。

介绍便携式原子吸收光谱仪的研究与探索过程,说明其关键技术:钨丝电热原子化系统和光源、CCD分光检测系统的结构、性能试验研究以及仪器分析方法。通过对便携式原子吸收光谱仪与常规原子吸收分光光度计的分析性能,以及比较典型元素的测试结果,探讨便携式仪器的分析特点和发展前景。

建立了基于固相萃取和便携式钨丝电热原子吸收光谱仪的测定环境水样中痕量银的新方法。 样品流经以硅胶作为吸附剂的固相萃取小柱, 银离子被吸附于柱上, 用硫脲和硝酸混合液将其洗脱, 洗脱液用便携式钨丝电热原子吸收光谱仪进行检测。 考察了各种实验参数及共存离子对测定的干扰情况, 最终选择样品pH值为6.0、 流速为4.0 mL·min-1； 洗脱剂为4%(m/v)硫脲和2%(φ)硝酸混合溶液、 流速为0.5 mL·min-1。 在最优实验条件下, 该方法的线性范围是0.20～4.00 ng·mL-1, 检出限(3σ)为0.03 ng·mL-1, 富集倍数为94。 采用建立的方法测定了三个环境水样中的痕量银, 结果令人满意。

利用扫描电镜能谱X射线衍射及力学性能分析了电解腐蚀制备的超细钨丝在大气下的氧化行为和过程。结果表明: 超细钨丝在大气下氧化所得黑褐色产物应为介于WO2及WO3之间的复杂氧化物; 超细钨丝在电解腐蚀后表面氧质量分数已超过1%, 随后在大气下氧化, 钨丝表面氧含量先升高后降低; 电解腐蚀使得钨丝表面形成规则的条形纹, 大气下氧化10个月后超细钨丝表面出现不规则辉纹, 氧化85个月后不规则辉纹和条形纹的起伏均趋于平缓; 氧化会使得钨丝断裂强度降低, 但在氧化初期, 延伸率变化极小, 这些性质应与其氧化物具有保护性和非保护性固态氧化物的双重性质有关。

直径小于7 μm的超细钨丝是制备Z-pinch丝阵负载的主要原料,为了满足Z-pinch物理实验需要,利用电解腐蚀法原理,制备出了直径最小为3.0 μm的超细钨丝.研究了电解液温度、电解液质量分数、电解电压和收丝速度等工艺条件对钨丝的影响,并用扫描电镜、原子力显微镜和万能测力计测试了所制备钨丝的直径、形貌及抗拉强度.实验表明,电解电压和收丝速度是影响钨丝腐蚀速度的主要因素,所制备的钨丝表面光滑,均方根粗糙度为2.42 nm,直径为3.5 μm的钨丝其抗拉强度为2.32 g.利用这种方法所制备的超细钨丝已用作Z-pinch丝阵负载的靶材料,取得了很好的物理实验结果,X光能量已达到36.58 kJ.

利用"阳"加速器对平行面多金属钨丝(直径φ17μm,丝间距1 mm,丝数3根或5根)负载进行了Z箍缩聚爆实验研究.在峰值为350 kA,上升沿约80 ns的电流作用下,使用针孔成像技术和X射线诊断技术,获得多钨丝等离子体融合图像及相应的软X射线辐射信号.对金属丝聚爆过程中负载电流变化对实验影响进行了分析,并探讨了引起聚爆过程中的等离子体柱腊肠型不稳定性、扭曲型不稳定性和"热点"及其周围弥散斑等现象的原因.