温稠密物质广泛存在于行星内核及惯性约束聚变的内爆路径中,温稠密物质的物性参数对于理解行星内部磁场的产生以及惯性约束聚变的靶设计具有重要的意义。温稠密物质中的金属-非金属转变是极端条件下材料物性研究中的重要科学问题,而直流电导率是判断温稠密物质中金属-非金属转变是否发生的最直接依据。当前对于温稠密物质中的直流电导率往往是通过测量光学反射率结合Drude模型获得,但在金属-非金属过渡区由于传导电子的局域化,Drude模型不再适用,通过Drude模型获得直流电导率的方法失效。金属-非金属转变还可通过光学反射率进行判断,通过光学反射率的变化特征结合电导率的理论计算判断金属-非金属转变的发生。本论文从理论和实验两个方面对温稠密金流体在膨胀过程中的金属-非金属转变过程进行了研究,利用基于第一性原理的分子动力学对温稠密物质物性参数进行了计算,在实验上分别基于黑腔内的硬X射线和基于短脉冲质子束的加热产生了温稠密金流体,利用VISAR分别获得了时间分辨的膨胀速度和反射率,结合一维辐射流体模拟和第一性原理的计算分别计算了膨胀路径上的直流电导率和光学反射率,并与实验结果进行了比较。具体的研究内容包括以下几个方面:1.采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学对膨胀的温稠密金流体在从固体密度到六分之一固体密度、温度范围在5000K-20000K的热力学区间,计算了其结构参数、光学参数和电学参数。研究发现随着密度的减小,其动态电导率由金属特征变成非金属的特征。根据计算的动态电导率通过Drude模型或Drude-Smith模型拟合出直流电导率。根据中心峰值的移动、直流电导率对温度斜率的改变以及电荷密度分布中出现非连接的“网络”判断膨胀金流体的金属-非金属转变发生在三分之一固体密度处。2.利用黑腔内的L带X射线对金样品加热产生温稠密金流体,结合光学反射率测量和第一性原理的计算研究了其在膨胀过程中的金属-非金属转变过程。通过VISAR诊断反射层的膨胀速度结合一维辐射流体模拟获得反射层的平均密度和平均温度,利用第一性原理方法计算了温稠密金流体在不同平均密度下介电函数,然后通过求解Helmholtz方程计算了反射层在演化过程中的反射率变化,并与实验测量的反射率进行了比较。根据时间分辨的光学反射率的突变,计算了反射层的平均直流电导率,其计算结果小于2000S/cm,据此判断反射率的突变点发生了金属-非金属转变。3.在星光Ⅲ装置上利用皮秒激光与圆筒靶作用产生的准直质子束对金样品等容加热,产生了温稠密金流体;通过VISAR诊断的膨胀速度结合一维辐射流体模拟,判断被质子束加热的金样品的温度达到1.4eV;结合第一性原理计算的介电函数和Helmholtz方程计算了温稠密金流体在膨胀过程中的反射率演化并与实验测量的反射率进行了比较,发现计算的反射率要明显低于实验测量结果;反射率的差异主要来自于基于第一性原理计算的介电函数存在的能量偏移。