近年来,脉冲功率技术发展迅速,在Z箍缩惯性约束聚变、核爆强脉冲辐射环境模拟和高功率微波等领域中获得广泛应用。开关是实现电功率放大的关键部件,得益于结构简单、通流能力强、性能可靠和维护方便等优点,气体火花开关在脉冲功率领域中的应用极为广泛。气体开关导通过程中会产生温度极高的电弧,电极表面会被严重烧蚀,产生的电极蒸汽和液滴等烧蚀产物会导致电极损伤、开关内环境污染和绝缘介质劣化,最终导致所在设备和系统性能下降或功能失效。为了更加深入和全面地认识电极烧蚀过程,表征和预测不同电极材料的耐烧蚀性能,本文以电极烧蚀现象为核心,针对两电极气体火花开关开展LTD放电条件下的烧蚀机制研究,烧蚀过程的模拟仿真研究以及电极材料耐烧蚀性能的预测模型研究。主要工作及结论如下:（1）电极烧蚀机制的研究。采用类似LTD初级单元的放电回路,对不锈钢电极材料进行了放电烧蚀实验。实验结果发现:烧蚀区域出现了极为明显的流动痕迹,且流动方向朝向烧蚀区域中心,并在中心处形成一个“山丘状”凸起。对电磁收缩力进行估算后发现,其大小足以驱动熔池表面向中心流动,因此可以初步确定这些凸起是电磁收缩效应的影响所致。而在其它烧蚀区域,出现了许多深度不到6μm的小蚀坑,这主要是因为主电弧通道周围一些小电弧分支轰击熔池所致。根据以上对烧蚀区域整体和微观形貌的观测和分析,提出了一种新烧蚀机制。（2）电极烧蚀仿真研究。基于为遴选耐烧蚀性能优异的电极材料提供参考和指导的目的,利用ANSYS软件对烧蚀的熔化过程进行了模拟,最终仿真结果表明:电极材料的密度、比热容、热导率和熔化潜热越大,烧蚀区域的温度就越低,其中温度变化对熔化潜热的敏感度最低;电极材料的密度、比热容和熔化潜热越大,烧蚀区域的熔化深度就越小,而热导率对熔化深度影响很小。（3）电极材料耐烧蚀性能的预测。通过对烧蚀过程的进一步理论推导和分析,建立了一种电极材料耐烧蚀性能的理论预测模型。该模型的预测结果与以往大部分研究者们的实验结果相符。为了进一步验证该模型的准确性,选用304不锈钢,黄铜,90WCu、80WCu、70WCu、50WCu合金6种电极材料,在相同的实验条件下各进行了10000次实验,对比分析体积损失、表面粗糙度、自击穿电压分散性等数据后得出结论,这6种电极材料耐烧蚀性能从弱到强的排名为:黄铜、304不锈钢、50WCu、70WCu、80WCu、90WCu合金,与理论预测结果一致,验证了模型的有效性。