丙二腈是一种重要的有机合成原料。介绍了丙二腈分子中亚甲基和氰基的反应特性。利用氰基的反应活性可以构建氮杂环母体骨架，可进一步赋予能量，设计并合成多种性能优异的含能化合物。丙二腈作为原料可以合成3, 4-二(3’-硝基呋咱-4’-基)氧化呋咱(DNTF)和1, 1’-二羟基-5, 5’-联四唑二羟胺盐(HATO)等新型含能材料。系统综述了构建呋咱、四唑、异呋咱、偶氮桥联、醚桥联等含氮含能化合物的合成方法。同时，重点介绍了典型含能化合物的爆轰性能等物理化学性能。对基于丙二腈的含能化合物的合成思路和方法进行总结并提出建议，为未来设计、合成具有自主知识产权且性能优异的新型含能材料提供参考。

为降低X型爆炸箔点火器的发火电压，提高点火可靠性，设计了一种带约束管的爆炸箔点火器。它由壳体、约束管、点火药、盖片和堵盖等组成，外径为18.00 mm，高度为25.00 mm；输入点火药选用爆发点较低的热敏感型B/KNO₃点火药，装药密度为（1.45±0.05） g/cm³，装药量为（0.13±0.05） g；输出点火药选择许用B/KNO₃点火药，装药密度为（1.75±0.05） g/cm³，装药量为（0.62±0.05） g；输入装药约束管外径为5.00 mm，高度为4.50 mm，厚度为0.50 mm；输出装药约束管外径为8.00 mm，高度为7.00 mm，厚度为0.50 mm。并对爆炸箔点火器进行结构强度仿真和主要性能测试。结果表明：点火器在点火过程受到的最大应力约为54.513 MPa，最大应变约为3.699 3×10^－4；输出压力为17.90 MPa；50%发火电压为672 V。满足了使用要求。

为了提高n-Al/CuO体系的增压能力，改善其点火性能，选用含氟氧化剂氟氧化铋(BiOF)作为典型铝热体系nAl/CuO中CuO的替代，并将BiOF成功复合于n-Al/CuO体系中。分别使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)研究了复合材料的微观结构、晶体结构特征和表面元素组成及价态。使用高速摄影、高速红外热像仪和压力传感器研究了复合体系在限制条件下的火焰传播速率、点火温度和增压性能。结果表明，BiOF可以在n-Al/CuO体系中作为CuO的良好的替代物。当BiOF的替代质量分数为9%时，体系在限制条件下的火焰传播速率从385 m/s提高至478 m/s，提高了24.1%；输出的峰值压力从1.32 MPa提高至1.51 MPa；增压速率从43 MPa提高至72 MPa;点火温度也得到显著的下降。总之，作为CuO的替代物，BiOF可以有效改善n-Al/CuO的点火性能，并提升体系在限制条件下的能量输出能力。

烘箱试验有时无法获得物料在烘烤过程中的详细温度分布。基于计算流体力学仿真手段，针对某高氯酸盐与奥克托今(HMX)两种不同固体含能材料的烘箱试验烤燃过程，开展了三维数值仿真研究。通过数值仿真，获得了烘箱试验升温过程中的热传递规律以及物料内部各区域温度的分布与变化情况。结果表明：两种样品在当前体系下发生热爆炸之前，最高温的热点位置都处于样品中轴线偏上位置；高氯酸盐的热爆炸时间为46 551 s，HMX的热爆炸时间为14 703 s。仿真结果与烘箱试验结果基本一致。

为了满足现代武器对火工品的高安全性和高可靠性的需求，对一种直列式起爆装置的结构进行了优化设计，并通过仿真计算和试验测试研究了爆炸箔组件、发火件工艺、装药结构、起爆电路等对起爆装置相关性能的影响。结果表明：通过桥箔-基板一体化、原位合成飞片及光刻无限加速膛设计，提高了起爆装置中冲击片雷管爆炸箔的能量利用率。采用HNSIV+JO-9两级输出装药结构与起爆系统匹配后，能够满足预设1.3 kV电压可靠起爆、输出钢凹深度不小于0.3 mm的要求。

为了获得温压炸药装药量对近地空中爆炸的能量输出结构的影响规律，开展了质量为0.5、1.0、2.0 kg的温压炸药近地空爆试验，并使用压力传感器、高速摄像机、红外热成像仪记录了爆炸冲击波和爆炸火球参数。使用TNT超压经验公式对0.5、1.0、2.0 kg装药的空中入射冲击波、地面冲击波的超压峰值进行拟合，建立了冲击波超压峰值衰减规律方程。根据高速摄像机和红外热成像仪的测试结果，建立了基于装药量的爆炸火球直径、火球持续时间和火球温度最高时刻热通量的拟合方程。对比0.5、1.0、2.0 kg装药的爆炸火球图像和温度曲线可以看出：随着装药量的增加，爆炸火球的最高温度、火球尺寸（直径×高度）以及持续时间均有一定的增加，高温区域在火球面积中的占比也有所提升。

以纳米铝粉、硝酸钾、四氧化三铁和纳米二氧化钛为主要成分，研制出一种油田封堵专用复合铝热剂。该铝热剂通过熔化油田出油口周围的金属粉以及石块对出油口进行堵塞，以达到对油田封堵的目的。通过SEM对铝热剂进行表征,并对其安全性能、燃烧性能以及封堵性能进行测试。结果表明：该铝热剂感度较低，需要较强的激发条件，安全性能好；燃烧温度高，燃烧时间长，1 kg铝热剂可使5 mm壁厚的铁管内壁最高温度达到2 689 ℃，铁管外壁最高温度达到1 432 ℃，燃烧持续时间约14 min;可使出油口周围石块及金属粉熔化。在温度和时间控制以及封堵性能方面足以达到工业油田封堵的条件要求，可作为油田封堵专用铝热剂使用。

为了探究炸药在土壤-混凝土复合防护工事的表层土壤的爆炸开坑情况及最佳爆破深度，在土壤-混凝土复合介质与单土壤介质两种条件下,对JH-2圆柱形装药在不同埋药深度中的爆炸进行了数值模拟。研究了药柱爆炸后爆坑的形成和发展规律。在8种不同埋药深度及有、无混凝土层的情况下，对比分析了爆坑的形状及尺寸。通过理论计算，得到80 g JH-2药柱在土中抛掷爆破时爆坑的最大半径及相应的埋药深度。对比研究了相同药量、不同埋药深度时土壤与土壤-混凝土两种工况下的爆坑形状与尺寸大小。结果表明：混凝土层反射的冲击波可以对土壤层表面进行二次破坏，使得爆坑的崩落区明显变大。通过试验验证发现，在埋药深度为350 mm时，80 g JH-2圆柱形装药可以在土壤-混凝土复合介质靶中形成一个大且稳定的爆坑，爆坑的形状、尺寸与仿真和理论计算结果吻合。

为了保证爆破载荷下矿柱的稳定性，采用现场监测试验和数值模拟分析相结合的方法，基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了矿体开采模型。通过对比试验与模拟的振速时程曲线，确定了数值模型的可靠性。研究爆破作用下矿柱的应力峰值和作用范围的变化规律，以及两者联合作用对矿柱稳定性的影响。结果表明：地下矿山采用平行排列布孔进行爆破施工时，矿柱受水平方向振动作用强烈；当矿柱与爆源的距离小于10 m时，矿柱的拉应力峰值为9.03 MPa，叠加空气冲击波的作用容易导致矿柱发生破坏；随着应力作用范围的递减，应力主要集中在矿柱的顶部或底部。建议保留矿柱为双曲面型，且增加矿柱的防护。