碳纳米材料因其优良的性能在传感器、太阳能电池、生物医药等领域有着广泛的应用。随着科研人员对碳纳米材料在各领域应用的深入研究,如何高效、低成本、大规模制备碳纳米材料成为一个新的研究热点。目前碳纳米材料的制备存在成本高、工艺流程复杂、产物结构受损等问题,电爆法制备碳纳米材料具有效率高、成本低、产物纯度高、参数易于调整、绿色环保等特点。因此采用电爆法制备碳纳米材料具有重要的研究意义。本文基于脉冲功率技术的特点,采用气体放电导入脉冲大电流的电爆炸方式,构建了用于制备碳纳米材料的电爆炸实验平台。该实验平台利用电爆炸控制系统控制电爆炸过程实现连续电爆炸与自动送粉的功能。根据电爆炸装置工作原理确定控制目标,设计了基于可编程逻辑控制器的控制系统,该控制系统分为高压充电部分与低压控制部分。在完成相关元器件的接线与电爆炸装置调试后,该电爆炸实验平台可以稳定连续运行。基于电爆机理分析与实验数据分析,建立电爆炸放电回路等效电路模型与比作用量模型。在此基础上利用PSpice软件对石墨粉电爆炸过程进行模拟仿真。仿真结果表明通过增大充电电压或减小电爆炸放电回路中的电阻与电感均能够提高电流峰值,进而提高石墨粉上的沉积能量,减小电爆炸产物的尺寸。利用自行开发的电爆石墨制备碳纳米材料实验平台,分别在不同充电电压、石墨粉粒径、约束管直径条件下进行石墨粉电爆炸实验,通过同步采集电爆炸过程中的电压电流信号并结合产物电镜,分析不同参数对沉积能量以及电爆炸产物微观形貌的影响。结果表明在相同约束管直径与石墨粉粒径条件下,随着充电电压逐渐增加,石墨粉受热均匀,电流上升速率减小,电流峰值与石墨粉的沉积能量都会增加;在相同充电电压与约束管直径条件下,粒径较大的石墨粉电阻相对较大,温度上升速度快,石墨颗粒表面气体较早发生电离,旁路放电回路提前导通,约束管内气体温度快速增加且气体体积快速膨胀,电爆炸提前发生阻止了石墨粉上能量的进一步沉积;在相同充电电压与石墨粉粒径条件下,较小的约束管具有更好的高温调控与约束性,约束管内的压力较大,电爆炸发生时石墨颗粒的初速度更高,石墨颗粒碎化剥离效果好。在本实验平台下,选择600目石墨粉、14k V充电电压、4mm约束管直径的实验条件制备的电爆炸产物主要以纳米级产物为主。