动载下金属样品的表面微喷和主体的熔化破碎（微层裂）问题与武器物理过程密切相关,其不但会改变金属飞层早期动力学响应行为,还对后期界面不稳定性和混合有重要影响,是各国公认的急需解决的关键问题之一,对其研究具有重要实际价值。从基础科学研究角度,该问题属于典型的冲击加卸载波与材料性能耦合的复杂动力学问题,涉及材料相变、熔化、断裂和缺陷影响等多个研究方向,属典型交叉前沿物理问题。不过,由于其形成机制极其复杂,再加上诊断能力限制,导致在实验诊断和物理机制认识等方面均存在不足。本论文重点发展了相应的诊断技术,量化诊断了熔化（或部分熔化）状态下金属样品表面微喷和主体熔化破碎物质的特征信息,分析探讨了主要物理机制。另外,针对动载下金属样品近表层,即熔化破碎物质前界面类高密度层裂片问题,利用固一固相变模拟研究的方法开展了系统研究,指出“熔化驰豫”是导致该现象的主要物理机制。本文主要工作和结论如下:（1）系统总结了动载下金属样品表面微喷的研究现状,基于目前研究存在的问题,建立了适用密闭狭小空间的大量程微喷诊断技术Asay-F窗,研究了金属样品熔化前后微喷特征的差异和熔化样品表面状态对微喷射的影响。结果表明;熔化前后表面喷射物质的总量及速度分布特征差异明显;无论金属样品熔化与否,表面粗糙度均是决定微喷射物质量大小、速度及空间分布的重要因素。相关研究成果有效促进了动载下金属样品表面微喷特征、关键影响因素及物理机制的认识。（2）针对动载下金属样品的主体熔化破碎（微层裂）问题,提出将其划分为三个阶段:加载波在自由面反射前的传播演化过程;稀疏拉伸波与熔化材料的耦合响应过程,即熔化金属空穴生成、长大及破碎过程;破碎形成后微层裂物质进一步弥散膨胀过程。依据不同阶段特点,提出了实验和数值模拟相结合的三段式总体研究思路。实验方面,建立了中能X光照相、Asay-ML窗和DPS测速（自由面速度和界面速度）的联测测试技术,给出了不同加载状态下Sn样品熔化破碎物质的关键物理信息,为加深微层裂问题的物理认识提供了重要的实验数据,突破了微层裂研究国内长期依靠国外实验数据的情况。数值模拟方面,利用分子动力学模拟,分析给出了微层裂形成演化的大量关键物理信息,加深了对微层裂问题的理解;初步构建了用于描述微层裂的唯像物理模型,依托相容拉氏流体动力学程序CHAP平台开展了初步数值模拟,结果与实验基本吻合。（3）对动载下熔化破碎金属样品近表层类高密度层裂片问题,结合目前研究能力现状和基础,提出了冲击加载下固-固相变模拟固-液相变（熔化）行为的研究思路。基于该研究思路,本论文建立了纯铁材料的动载力学行为测试、回收样品的微观结构表征和相场模拟计算三者紧密结合的研究方法,准确给出了纯铁样品相变区和未相变区的组织结构分布与对应位置质点动载力学历程,明确了“相变驰豫”和“冲击波前沿”对近表层未相变区形成的具体贡献,指出“熔化相变驰豫”应是近表面层类高密度层裂片产生的主控机制。