目前,惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion,ICF）是受到广泛关注的一种核聚变途径。而空心玻璃微球（Hollow glass microspheres,HGM）的作用是作为核反应燃料（氘氚等气体）的载体。在ICF实验中,需要向空心玻璃微球中充入少量惰性气体（比如氩气）作为诊断气体,用以观察实验中等离子体电子温度和密度的变化。但是,如何在不损坏空心玻璃微球的情况下充入原子尺寸较大的氩气成为了该工程的难题。离子束辐照改性法旨在通过载能离子束辐照空心玻璃微球,在微球壁上形成扩散微通道,从而能够提高惰性气体在微球中的扩散系数,提升惰性气体的扩散概率。这种方法的好处在于离子束辐照不会明显改变宏观性能和表面形貌本。文主要研究离子辐照改性空心玻璃微球充氩气的性能,实验中采用多能量（7MeV+4 MeV+2 MeV）的Xe²⁶⁺离子束及15 MeV的Si⁶⁺离子微束辐照空心玻璃微球,通过改变外界环境（温度和压力）对辐照改性后的微球进行充氩气实验,实验过程中增加温度还可以对样品进行退火处理,能够修复辐照产生的部分缺陷,从而使扩散通道封闭。与此同时,为了研究充气过程中退火对空心玻璃微球机械性能和表面形貌的影响,本工作使用2.6 MeV的Ar⁹⁺离子辐照与空心玻璃微球组分相同的玻璃薄片,并进行纳米压痕及原子力显微镜测试,从而模拟研究空心玻璃微球机械性能及表面粗糙度的变化。通过以上一系列的实验研究,本工作得到了以下结论:1.通过多能量（7 MeV+4 MeV+2 MeV）的Xe²⁶⁺离子束辐照改性后,当损伤达到0.89 dpa时,充气条件为:温度为常温（25oC）,压力为0.5 MPa和温度为200oC,压力为0.35 MPa下,保持充气时间42 h时,利用X射线荧光光谱仪对微球进行检测,可以观察到部分玻璃微球中含有氩气。2.通过15 MeV的Si⁶⁺离子微束辐照改性后,常温充气条件下,所有微球均没有检测到氩气信号。当注量达到1.6×10¹⁶ ions/cm²（前壁损伤为0.33 dpa）及3.0×10¹66 ions/cm²（前壁损伤为0.63 dpa）时,在温度为200oC、300oC、400oC及500oC,通过改变不同气压下的充气条件,可以用XRF观察到部分空心玻璃微球内有大量的氩气存在。通过四极质谱检测含氩气量最高的空心玻璃微球,检测到微球内氩含量可达到3.10 bar。3.空心玻璃微球对氩气的保气性能是通过对含氩气微球进行多次XRF测量得到的。多能量Xe离子辐照的微球通过48 h的放置,氩气含量由19%下降至1.25%,放置2个月后,其氩气含量为1.39%,与放置48 h后的氩气含量基本相同;而经过15 MeV的Si⁶⁺微束辐照后的微球,具有更好的保气性能,长时间放置后,微球内部依然含有大量氩气。4.通过统计实验过程中的破损度来鉴定微球的抗压能力。多能量（7 MeV+4MeV+2 MeV）的Xe²⁶⁺离子束辐照微球在400oC,压力为0.35 MPa的充气条件下的破损为17.5%;而15 MeV的Si⁶⁺微束辐照后的微球在500oC,压力为0.5 MPa的破损率为25.6%。5.使用2.6 MeV Ar⁹⁺离子辐照与空心玻璃微球组分相同的玻璃薄片进行纳米压痕及表面粗糙度分析,从而模拟研究空心玻璃微球机械性能及表面粗糙度的变化。其结果显示随着退火温度的上升,硬度有了一定的恢复,而模量却降低,其恢复阻力也随退火温度的升高而降低,在退火温度为250oC左右,辐照样品的恢复阻力与未辐照样品的恢复阻力基本一致。随着退火温度的上升,表面的粗糙度有一定的增加。