随着脉冲功率技术不断的发展,金属丝电爆炸的特性得到了广泛和深入的研究。本文搭建了金属丝电爆炸的实验平台,开展了铝丝电爆炸的实验研究;构建了描述金属铝热力学状态的物态方程,并结合简化的磁流体力学模型开展了金属丝电爆炸的数值模拟研究。金属丝电爆炸实验平台主要包含小型脉冲电流源、触发回路和真空系统。小型脉冲电流源主要包含一次侧回路和二次侧回路,一次侧回路包含初始储能电容、真空触发开关和脉冲变压器,二次侧回路包含次级储能电容、自击穿开关和真空腔体。在小型脉冲功率源的二次侧放电回路设计中,把次级储能电容、自击穿开关和真空腔体设计成同轴结构,有助于减少回路电感。通过调节自击穿开关两个电极之间的距离和充入气体的压强,可以调节脉冲电流的幅值和上升率。触发回路用来给真空触发开关提供触发脉冲。触发脉冲的幅值为～20k V,脉冲上升时间为～40μs。为了探究金属丝在真空环境中的电爆炸特性,需要真空系统抽取真空腔体内的气体,使金属丝置于真空环境中。为了描述金属丝电爆炸的物理过程,本文构建了描述电爆炸物理过程的物理数学模型。根据金属丝电爆炸产物的状态,把金属丝电爆炸的过程分为四个阶段:I.固态阶段;II.金属丝熔化阶段;III.金属丝完全熔化和初始等离子体形成阶段;IV.核-冕结构发展阶段。在金属丝完全熔化之前的第I、II阶段,采用热动力学模型计算金属丝在脉冲电流作用下的温升和能量沉积。在第III阶段,采用一维磁流体力学模型计算电爆炸产物的径向分布;而在第IV阶段,采用简化的磁流体力学模型描述核-冕结构的演化过程。在物理数学模型中需要用到压强、比容和温度之间关系的数据,因此构建了物态方程,得到了铝的相变曲线,并把能够描绘金属丝从固态到等离子体相变过程的物态方程和输运参数模型应用在简化磁流体力学模型中。通过该物理数学模型开展了数值模拟研究,得到了铝丝电爆炸的电压波形,进一步分析了电爆炸过程中电阻、瞬时功率和沉积能量随时间的变化关系,得到的数值模拟结果与实验结果较为吻合。