为了精确测量加工、夹持、装调等工艺引起的晶体摇摆曲线的微小变化, 建立了高分辨的在线检测系统。研究了同步辐射实验配置对晶体摇摆曲线的影响。首先利用DuMond图解法定性分析了不同实验配置中光束带宽和角发散的影响, 根据DuMond图解结果和X射线晶体动力学衍射理论, 推导出晶体摇摆曲线宽度的经验公式。然后研究了同步辐射在线检测系统提升角分辨率的方法, 利用高指数面的Si(333)切槽晶体、Si(775)定能量分析晶体抑制光束的带宽和角发散, 调制出高分辨的检测光束。最后在上海光源X光学测试线搭建了检测系统, 测量了Si(111)晶体摇摆曲线并验证了经验公式。实验结果表明, Si(111)晶体摇摆曲线半高宽的测量值4.79″@12.763 keV, 与动力学衍射的理论值4.70″差值在2%以内, 可满足晶体摇摆曲线微小变化的检测需求。

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。

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。

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。

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。

金属纳米线阵列是X射线强辐射源研究中的重要材料之一，针对物理实验对纳米线阵列结构尺寸的特殊要求，采用集束热拉伸法制备了包埋高度取向的聚苯乙烯微纳米线有序阵列的聚乙烯复合丝，经切片、选择性溶解等后处理得到多孔聚乙烯模板材料。光学显微镜及扫描电镜(SEM)观测表明，模板中的小孔呈较规则的阵列结构分布，其孔径可在200 nm到几十μm之间调节，孔间距可在1 μm到几十μm之间调节。通过比较实验的预设值和实测值表明，该方法可以实现对模板结构尺寸的设计和控制，进而将实现对纳米线阵列的尺寸控制。

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。