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惯性约束聚变（ICF）是依靠惯性来约束等离子体压缩和加热燃料,实现聚变反应,新能源的开发是ICF研究目的之一。高功率激光装置是当前ICF的主要驱动器。激光聚变点火有三种模式;中心点火、快点火和体点火,它们对应的主要点火设计靶型分别为冷冻靶、锥壳靶和双壳层靶。与目前采用的单壳层冷冻靶基本靶型比,双壳层靶燃料不需要保持在冷冻状态,可在室温下进行操作,对激光器的脉冲波形和对称性要求降低,间接驱动实验中使用的柱腔可保持真空状态,这些因素使双壳层靶的点火实验简单化,因此,有必要开展双壳层靶的制备技术研究。点火用双壳层靶在制备方面有一系列的要求。这些要求包括;内壳层使用中高原子序数材料,外壳层使用低原子序数材料,内外壳层使用的微球具有较高的球形度、同心度、壁厚均匀性和表面光洁度,内壳层微球充高压燃料气体,内外壳层之间为低密度材料或空隙。美国洛斯阿拉莫斯实验室一直采用机加工法制备双壳层靶的外壳层,经过20多年的研究,仍不能完全解决内外壳层同心度问题,不能制备出无缝连接的外壳层。国内双壳层靶制备研究工作刚刚起步,除了发展常规制备技术外,还需要探索新的制备方法以解决上述难题。根据国内ICF制靶能力、水平及开展双壳层靶研究迫切需要解决的问题,论文有针对性的开展了内壳层空心玻璃微球（HGM）充气技术、炉内微球表面涂层技术和聚-α-甲级苯乙烯（PAMS）芯轴降解技术等三个方面的研究。炉内涂层技术和PAMS降解技术的研究将有助于双壳层靶制备新方法的探索。HGM是ICF早期实验使用的一大类靶丸,在国内相当长一段时间内,将作为双壳层靶内壳层的主要候选靶丸。文中系统研究了HGM的充气工艺,包括;HGM的耐压能力、D2/Ne混合气体充气工艺、HGM充Ar、影响HGM气体渗透系数因素、HGM预充气挑选工艺、HGM打靶时球内气压预测和不确定度分析等,探讨了HGM作为双壳层靶内壳层微球时,充气和测量的难点及解决方案。研究表明,在350℃玻璃微球对Ne的气体渗透系数平均为K（Ne,350℃）=2.6×10-18mol·m-1·s-1·Pa-1,D2渗透系数K（D,350℃）=4.3×10-18mol·m-1·s-1·Pa-1。两者相近,可采用配气后混合充气,充气时间以Ne平衡时间为准。500℃以下无法通过热扩散法充Ar,在600℃高温下可实现微量Ar的渗透,外压1.0MPa,24小时可充入Ar的总量为3×10-3MPa,高温充气导致微球表面光洁度由20nm以下增加到50nm～100nm,微球存活率低于50%。除了材料组成及温度外,影响HGM气体渗透系数因素还有微球壁厚、充气放气过程及表面受侵蚀情况。2μm以上厚壁球对D2的气体渗透系数约5.0×10-22mol·m-1·s-1·Pa-1,而壁厚小于1μm时,渗透系数约1.56×10-20mol·m-1·s-1·pa-1,两者相差30倍。预充气挑选工艺对微球的气体渗透系数也产生一定影响,对于薄壁空心玻璃微球一次充放气气体渗透系数增加约50%,两次充放气则增大一倍左右。分析了微球制备工艺、表面微裂纹、混合气体互扩散系数、离子通道效应等因素对气体热扩散过程的影响。炉内涂层技术是制备微球表面涂层的一种方法,该方法可在双壳层靶内壳层HGM表面制备各种可形成化学溶液的涂层。在分析炉内涂层基本原理、制备过程及在炉内各阶段发生的物理化学变化基础上,建立了炉内涂层的运动模型和传质传热模型,并利用数值方法求解。论文以PS微球表面制备PVA涂层为研究重点,同时进行了HGM表面制备PAMS涂层的实验研究。研究表明,影响涂层质量和性能的主要因素为初始溶液浓度,待涂层微球的直径、炉内温度和温度分布,以及炉内气氛的种类和压力。炉温较高、He和Ar混合气体中He比例增加,微球烘干时间缩短;小直径PS微球及高浓度PVA溶液有利于制备厚的PVA涂层。在PVA浓度为5%,PS外直径300μm,炉温250℃时,利用现有设备可制备PVA涂层的最大厚度为2.2μm。PS直径250μm到550μm时,PVA厚度为2.4μm到1.0μm。制备的PVA涂层表面光洁度3nm～10nm。降解芯轴技术是制备ICF靶丸的重要技术之一,是制备等离子体聚合物（GDP）微球、大直径或厚壁HGM、聚酰亚胺微球、金属铍铜微球的关键技术之一。制备过程以PAMS/GDP为例,在PAMS表面制备GDP涂层后,降解去除PAMS,得到空心的GDP球壳。采用热重法、称重法和裂解色谱.质谱法等研究了四种不同分子量PAMS的降解过程和PAMS降解产物,采用气体吸附-解吸方法和SEM研究了GDP涂层的孔结构,采用量子化学从头计算法计算了降解产物的分子体积,建立了降解产物在GDP壳层中的扩散模型。研究表明,重均分子量1.8万的进口PAMS降解温度最高,热重测量的失重温度范围为270℃～410℃,合成的PAMS重均分子量分别为76万、114万和244万的PAMS,热重测量的失重温度范围为200℃～340℃。热降解产物主要有;α-甲基苯乙烯单体、二聚体和苯、乙苯、苯乙烯、异丙基苯和新丁基苯等,主要降解产物为单体,含量为94%～100%。PAMS的热降解属于解聚反应。称重法研究表明,平衡温度在255℃以上,PAMS降解速度较快。热重动力学研究表明,PAMS热降解的活化能为244kJ/mol。GDP涂层基本为致密结构,体相中存在部分孔缺陷,PAMS降解产物穿过GDP球壳的渗透过程为溶解-扩散模型。PAMS/GDP热降解实验研究表明,合成的PAMS降解过程中不会转变成流动的液体,但对GDP表面将产生影响,PAMS/GDP热处理过程导致GDP微球表面粗糙度增加。