为了研究燃烧条件对KClO4/Zr烟火剂燃烧过程中光辐射性能的影响, 考察了KClO4/Zr在开放环境和不同规格封闭石英管内的燃烧发射光谱和燃烧产物。 借助光纤光谱仪、 光电二极管和示波器测试了烟火剂燃烧过程中的光辐射能量分布和闪光时间-强度曲线, 分析了所得发射光谱在(590±10), (750±10)和(808±10) nm三个主吸收波段内的光谱效率, 借助SEM表征了不同燃烧条件下KClO4/Zr燃烧产物的形貌。 结果表明: 在开放条件下燃烧时, KClO4/Zr的燃烧发射光谱在可见光到近红外的宽波段内, 最强辐射出现在730~820 nm波段。 在石英管内封闭燃烧时, 随着石英管体积的减少, 在石英管外检测到的燃烧发射光谱强度逐渐减弱, 光谱能量分布也呈现不同的变化规律, 而且对火焰发射光谱分布进行处理后, 随着石英管体积的变化, 得到(590±10), (750±10)和(808±10) nm波段的光谱效率也呈现不同的变化规律。 但是, 随着石英管体积的减少, KClO4/Zr烟火剂的爆燃闪光辐射时间逐渐缩短, 峰值辐射强度逐渐提高。 增加石英管的直径, 有利于在管外获得更高的有效光辐射能量, 减少石英管的直径, 则有利于提高烟火剂的峰值辐射强度。 随着管直径的增大, KClO4燃烧更加充分, 产物粒径较小, 呈规则的球状。 而管长度的改变对反应并无太大影响。

利用多孔结构原理,研制了厚度为100 μm、孔隙率为70%的纳米多孔铜靶,密度比为固体铜的30%。实验在中国工程物理研究院“星光Ⅲ”激光装置飞秒激光束上进行,激光功率密度大于1.6×1018 W/cm2,脉宽为30 fs。利用16 bit单光子CCD获取了X射线能谱,测得铜Kα线光子产额为2.9×108 photon·sr-1·s-1,转换效率为0.008 38%。与压制加工的平面Cu靶相比,多孔结构靶的X射线产额约为平面靶的1.8倍,表明纳米多孔结构能够有效增强飞秒激光能量吸收,提高超热电子和X射线转化效率。

采用磁控溅射镀金银膜,长时间热处理合金化制备前驱体合金,以渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化成功制备出具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜.采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明:400 ℃,36 h的热处理使得薄膜样品完全合金化,获得了结晶致密的Au42Ag58合金膜;渐进浓度的自由腐蚀避免了薄膜的完全开裂,获得了样品尺寸大于15 mm×15 mm、厚度400~500 nm、孔隙率约56%、具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,系带尺寸40~140 nm,80~100 nm的系带达58%.

采用X射线CT(XCT)技术进行体积重构的研究方法, 解决了异形泡沫金密度表征中体积难以精确测量的问题, 密度表征结果为978.68 mg/cm3。同时, 为了研究该方法的有效性与不确定度, 开展了XCT体积重构法与排水法对具有不规则外形橡皮泥样品的密度表征对比实验, 结果表明两者之间的相对误差小于1%。

采用腐蚀去合金化方法制备纳米多孔铜材料。研究了固溶时间、腐蚀时间及腐蚀温度对纳米多孔铜表面形貌及残余Mn含量的影响。研究表明：由于固溶时间的延长，合金成分越来越均匀化，去合金化后所得纳米多孔铜的残余Mn原子分数降低。固溶95 h的前驱体合金，随着腐蚀时间的延长，其残余Mn含量降低不明显；随着温度的升高，其残余Mn原子分数由25 ℃的3.54%降至60℃的1.14%，但是60 ℃腐蚀后的孔隙与丝径尺寸明显粗化，样品易碎。通过调整去合金化参数，实验所制备的纳米多孔铜呈现均匀的海绵状纳米多孔结构，残余Mn原子分数1.23%,平均丝径尺寸40 nm。

将平均晶粒尺寸为4.6 nm的金粒子通过静电作用粘附于聚苯乙烯（PS）微球表面用于化学镀，化学镀金后PS表面的金沉积层几乎达到完全包覆，厚度70~90 nm；在Au/PS表面进行化学镀银，沉积的银颗粒堆积紧密，颗粒大小较先前沉积的金颗粒大，镀覆层厚度增厚至200~400 nm；模板去除后，获得了完全自支撑的Au40Ag60空心微球结构的圆柱状泡沫材料。制备的金银合金泡沫由直径约10 μm的空心球壳组成，圆柱体直径约5 mm，密度约1.2 g/cm3。

采用电弧熔炼制备出前驱体Mn-Cu合金, 在稀盐酸溶液中自由腐蚀去合金化, 制备出具有双连续结构的纳米多孔铜。研究了前驱体合金的成分对纳米多孔铜微观结构及Mn的选择性腐蚀程度的影响。结果表明：前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为43%时, 其去合金化受到抑制, 存在明显的未完全去合金化的岛状结构；前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为32%～23%时, 可完全去合金化, 形成平均孔径尺寸为20～100 nm, 平均系带尺寸为30～80 nm, 具有双连续结构的纳米多孔铜；前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数低至20%时, 去合金化后存在大量裂纹, 形成纳米颗粒聚集体。纳米多孔铜中存在少量的残余Mn, 残余Mn的原子分数随着前驱体合金Mn原子分数的增高而降低。实验表明腐蚀液浓度对纳米多孔铜形貌也存在影响。

采用多孔阳极氧化铝(AAO)模板脉冲电沉积法制备了强辐射源用铜纳米线阵列靶，并用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对其进行了结构表征。结果表明：去除AAO模板后铜纳米线平均直径比去除AAO模板前的平均孔径大32%，长度缩短5%。对电沉积2 000 s的样品进行铜纳米线长度分布表征，结果显示:距离模板圆心越远，铜纳米线越长。与超短脉冲激光相互作用实验结果表明:纳米线平均长度在18~50 μm范围内，铜Kα光子产额先随纳米线长度增加而增加，当长度大于33 μm时，铜Kα光子产额开始下降。

以Mn-Cu合金为前驱体合金,在0.1 mol/L HCl 溶液中自由腐蚀去合金化成功制备出纳米多孔铜,采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明,Mn-Cu合金在0.1 mol/L HCl 溶液中发生锰的选择性溶解,制备出的纳米多孔铜呈3维网络状均匀结构,平均系带尺寸53 nm,平均孔径尺寸为140 nm。