相变是材料动力学研究的重要领域之一,其成熟的实验研究方法有静高压压缩和冲击压缩,分别近似的对应等温线和绝热线。由热力学知识可知,等熵线介于等温线和绝热线之间,因此,准等熵压缩研究相变是联系之前两种研究方法的桥梁,具有重要的科学意义。金属锆在较低压力下会发生α-ω相变,但是对锆的α-ω相变压力报道差别较大(二到十几GPa),且主要集中在准静态压缩和冲击压缩,准等熵压缩相变只有美国Los Alamos国家实验室公布过相关数据,国内这方面工作还是空白,因此,这方面工作具有较高的科学研究价值。本文选择纯度为99.99%的国产纯锆,分别在磁驱动与电炮实验装置上完成了金属锆的准等熵压缩相变实验和冲击压缩相变实验,测量了不同加载压力波形下锆的界面、自由面粒子速度剖面,剖面内包含了相变准等熵压缩相变压力、相变弛豫时间、新旧相物理特性等有用信息。实验结果表明,与冲击压缩相变相比,锆准等熵压缩下的相变压力明显增大,这与已有的实验结果、理论分析一致；在加载压力峰值相同时,CQ-1.5和CQ-4得到的相变压力基本相等；加载压力上升时间较长、样品较厚时,相变过程对应的速度时间“平台”较宽。此外,本文利用带有电磁模块的LS-DYNA软件对磁驱动实验装置的负载区进行了构型优化,提出了最优模型,针对本文相变实验具体要求以及实验装置现阶段运行性能,提出了加固构型,并运用到实验中；分析了实验中一些因素的影响。此外,本文还利用LS-DYNA软件模拟了电磁膨胀环加载过程(计算结果与已有实验结果吻合良好),分析了电磁膨胀环实验设计中需要注意的几个关键因素。模拟发现：连接带缺口圆圈方法绕制的螺线圈优于均匀过渡螺线圈；螺线圈缺口应随着线圈直径的增大而减小；在保证绝缘的前提下应尽量减小螺线圈线间距、螺线圈和试样环间隙；分析了由于螺线圈缺口处斜线连接造成的膨胀环轴向位移和轴向应力分布；首次提出了双螺线圈模型,模拟结果显示这种模型可以明显减小试样环轴向位移和轴向应力。