同轴枪放电装置能够产生高速度、高电子密度以及高能量密度的等离子体,在惯性约束聚变、天体物理及航空航天等领域得到了广泛关注。随着研究工作的不断深入,不同领域的应用对同轴枪放电等离子体的特性提出了更新的要求,在脉冲功率源、电极结构、进气方式等多方面进行了改进。以往的研究中,研究者们最终目的主要是如何提高等离子体的速度、电子密度以及同轴枪放电的能量利用效率,对喷出等离子体的准直性缺乏关注。本文通过对输运过程中等离子体随时间演化过程的观察以及光电磁信号的测量,研究了不同外电极结构与材料对同轴枪放电等离子体特性的影响以及喷出等离子体的准直性。主要内容和结果如下:1.通过磁探针测得的等离子体磁信号与高速相机拍摄得到的放电图像,研究了不同长度外电极对同轴枪放电等离子体特性的影响,证实了虚拟中心电极的存在及其作用。虚拟中心电极的存在使得等离子体在同轴枪中的加速时间延长,能够提高喷出枪外的等离子体的运动速度;同时,由于等离子体在同轴枪中的运动时间增加,相应的增大了等离子体与外电极内壁的碰撞、复合作用的时间,使得喷出枪外的等离子体的电子密度降低。加长外电极对同轴枪内的等离子体的几何约束作用增强,使得喷出等离子体的准直性更好、输运距离更远。2.通过光电信号的测量以及放电图像的拍摄,研究了不同磁导率的外电极材料对同轴枪放电等离子体特性的影响。实验发现外电极材料的磁导率越高,喷出枪外的等离子体的速度与电子密度越高。对于高磁导率的碳钢外电极的同轴枪放电,磁力线主要集中在碳钢圆筒内壁,磁场对等离子体的径向约束使得等离子体的电子密度与速度均得到提高。根据以上两方面的实验结果,得到以下结论:采用高磁导率材料制成的长外电极能够提高喷出等离子体的速度、电子密度,改善喷出等离子体的准直性。