中子是研究物质微观结构和动力学性质的理想探针,已广泛应用于物理化学、生命科学、医药、材料科学、航空航天以及国防建设等诸多领域的研究中。国际上未来中子科学装置发展的趋势,主要是高通量研究型反应堆中子源和脉冲强流散裂中子源,代表着新一代中子源发展的方向。高通量反应堆中子源强达到10¹⁵n/cm²·s,而强流脉冲散裂中子源强甚至达到10¹⁸n/cm²·s,这两类中子源的特点和优势互相补充,已成为新材料、新能源、生物医疗、空间科学、国防武器等研究领域不可或缺的手段,为相关尖端技术研究与发展提供了创新平台^[1]。探测器作为中子谱仪的“眼睛”,用于测量与样品相互作用后中子的时间与空间分布,从而获得与物质微观结构相关的特征信息,在很大程度上决定着谱仪的分辨率和综合性能,是中子谱仪最关键的设备之一。目前国际上中子谱仪主流仍采用³He气体探测器,这种探测器属于传统的丝室结构,本征计数率低（小于100kHz）,已不能适应高通量中子源发展的趋势和需求,从根本上限制了中子科学技术的发展。此外,近年来国际上还出现了³He气体严重短缺的局面,价格上涨超过20倍,这一情况的出现使得中子谱仪几乎不再可能继续使用³He气体建造大规模探测器。因此研发适应未来高通量测量要求,并且能够替代³He的新型中子探测器已迫在眉睫,使得该方向目前已成为粒子探测领域的新热点。微结构气体探测器作为新一代气体探测器的发展方向,GEM（Gas Electron Multiplier）是其中的典型代表,能通过多层级联实现高效率、高计数率中子探测性能,有望替代³He多丝正比室,用于在束和近束测量的高通量与高分辨中子谱仪。本文的主要研究工作,瞄准国内一大批在建和即将建设的中子实验装置对高性能中子探测器的迫切需求,围绕以自主研发的中子专用陶瓷GEM为核心,通过模拟和实验的方法,深入系统地对陶瓷GEM膜生产工艺,镀硼技术以及快速读出电子学三大关键技术进行攻关,逐步实现了部分核心器件国产化。完成了一台大面积高效率的二维位置灵敏GEM中子探测器,并在中国散裂中子源进行了详细的束流实验,结果表明达到了预期设计目标。在探测器的研制过程中,部分阶段性成果,已成功应用到国内多个大科学装置上,在一定程度上提高了实验效率和水平。通过本文的研究为尽快实现向国内用户提供完全自主知识产权的先进中子探测器奠定基础。