为提高PBT(3,3-二叠氮甲基氧丁环与四氢呋喃共聚醚)复合推进剂的力学性能，研究了复合固化剂TDI与N100质量比对PBT黏合剂基体力学性能的影响。理论计算表明，随着TDI含量的增加，交联网络的网链密度由8.15×10^-5mmol/cm³降至3.29×10^-5mmol/cm³，网链数均相对分子质量由5639增至14089。单轴拉伸测试结果表明，随TDI含量的增加，最大强度延伸率由99%逐渐增至273%；而最大拉伸强度存在极大值0.061MPa。流变分析认为，当TDI与N100质量比为1.608∶0.491时，固化黏合剂体系构成双模交联网络结构，同时具有较高延伸率和拉伸强度。

以三氨基胍和高氯酸为原料，合成了三胺基胍高氯酸盐(TA GH)ClO₄)。利用X-射线单晶衍射仪测定了其晶体结构。结果表明，晶体属于单斜晶系，空间群为P2(1)/c，晶胞参数为a=1.0213(11)nm，b=1.4869(15)nm，c=1.0936(11)nm，β=102.91(2)°。该化合物的分子式为CH₉ClN₆O4是由三胺基胍离子和高氯酸根结合形成的离子化合物，分子中含有大量的氢键。利用元素分析、红外光谱、DSC、TG-DTG等方法对标题化合物的组成和热力学行为进行了表征，结果表明，在10℃/min线性升温速率下标题化合物在457.03 ℃时质量损失达到99.7%。感度实验结果表明，标题化合物具有较低的摩擦感度，在撞击和火焰作用下均不发火。

以2-氰基吡嗪为原料，经肟化、重氮化、脱氮、环化四步反应合成出3,4-二(吡嗪-2′-基)氧化呋咱(DPF)，总收率为51.0%，纯度99.3%；利用红外光谱、核磁共振、质谱、元素分析等手段对中间体与目标化合物的结构进行表征；探讨了氧化呋咱成环反应机理以及肟化、重氮化/脱氮及氧化呋咱成环的影响因素。氧化呋咱成环的最佳反应条件：Na₂CO₃摩尔量为理论值的1.10～1.25倍，反应温度2～10℃， 反应时间4h，收率75.6%，纯度不小于99.0%(HPLC)。

采用喷射重结晶法制备了高纯度亚微米PYX，并对其热性能 、机械感度、短脉冲起爆感度进行测试。结果表明,制备出平均粒径为0.945μm 的超细PYX，粒度分布较均匀，比表面积为9.3m²/g，纯度为98.1％。与PYX原料相比，超细PYX的热分解放热峰温度和5s爆发点有所降低，但均在374℃以上；撞击感度(爆炸概率)从68%降到12%，摩擦感度(爆炸概率)从36%增高到60%；用金属桥箔使聚酯膜飞片产生短脉冲冲击波的电起爆装药技术研究了PYX的短脉冲起爆感度，测试结果表明，其50%发火电压为2.55kV。

利用咪唑的醇溶液与苦味酸的醇溶液合成了咪唑的苦味酸盐C₃N₂H⁺₅C₆N₃O₇H^-₂，并培养出单晶，通过X射线单晶结构分析法测定了其晶体结构。结果表明，晶体属于正交晶系，空间群为Pbca，晶胞参数为：a=0.8950nm，b=1.3474(3)nm，c=2.0164nm，α=β=γ=90°，V=2.4317(3)nm³，Dc=1.624g/cm³，Z=8，F(000)=1216。运用Gaussian 03程序，在6311+G(d)的基组上，用HF和B3LYP两种方法对标题化合物进行了理论研究，并对原子净电荷及原子间布局进行了分析。

在常压、298.15K条件下，用RD496-2000微热量仪分别测量3，4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中的溶解焓，得到DNTF在不同溶剂中的微分溶解热和积分溶解热，建立了热量与溶质的量之间的关系式。对于DNTF，在NMP中描述溶解过程的动力学方程为dα/ dt=10^-3.81(1-α)^1.19；在DMSO中，描述溶解过程的动力学方程为dα/dt=10^-3.91(1-α)^0.88。

利用自行设计的长29.6m、内径199mm 配有40套喷粉扬尘装置的大型水平爆轰管，研究了细片状铝粉-空气混合物在40J弱点火条件下火焰从发生到加速、最后实现爆轰转捩的全过程，探讨了铝粉浓度和点火延迟时间对爆轰参数的影响。结果表明，铝粉-空气混合物燃烧转爆轰（DDT）过程 可分为慢速反应压缩阶段和快速反应冲击阶段。当点火延迟时间为370ms，铝粉质量浓度为300g/m³时，在管道中距离点火位置83倍长径比处峰值超压为9.8MPa，爆速为1670m/s，发生了DDT过程。在铝粉-空气混合物自持爆轰波的传播过程中，由于呈现螺旋爆轰波结构，爆速和峰值超压随着传播距离振荡。

用爆发点试验装置测定了6种硝仿系炸药：2,2,2-三硝基乙基-N-硝基-甲胺(TNMA)、二(2,2,2-三硝基乙基-N-硝基)乙二胺(BTNEDA)、4,4,4- 三硝基丁酸-2,2,2三硝基乙酯(TNETB)、二(2,2,2-三硝基乙醇)缩甲醛(BTNF)、1,1,1,3-四硝基丙烷(TETNP)和二(2,2,2-三硝基乙基)硝胺(BTNNA)在不同温度下的爆发延滞期。依据谢苗诺夫方程lnt_lag,i=Eα/RTi-lnAα，由lnt_lag,i对1/Ti的关系，用作图法和最小二乘法计算了爆发分解反应的表观活化能(Eα)、指前因子(Aα)和5s爆发点。用非线性等转化率积分法所得的表观活化能(Eα)校验了由lnt_lag,i～1/Ti关系得到 的Eα值。借助热力学关系式，计算了爆发分解反应的活化热力学参数［活化自由 能(ΔG≠)，活化焓(ΔH≠)和活化熵(ΔS≠)］。结果表明：(1)Eα和作图法所得Eα间的相对误差在±5%以内；(2)Eα与最小二乘法所得Eα相等的事实佐证了不同温度下爆发分解反应延滞期内的分解深度是相等的，所得Eα和Aα值是可接受的，谢苗诺夫方程推导过程中采用Aα＞＞G(α)的假设是合理的；(3)以5s爆发点和ΔG^#为判据，6种硝仿系炸药对热抵抗能力的次序为：TNETB＞BTNF＞BTNEDA＞TETNP ＞TNMA＞BTNNA。

利用Hopkinson压杆实验技术和静态液压伺服系统INSTRON 试验机，采用波形整形技术，得到HNS在应变率为10^-4～10³s^-1 条件下的动态力学性能数据，确定了其失效模式。通过改变子弹形状，得到不同脉冲升时条件下火工品失效所对应的加速度幅值，从而确定了火工品的抗高过载能力。结果表明，Hopkinson压杆实验技术是实现实验室模拟加载环境的一种非常有效的实验方法。

为减少TNT生产过程中副产物和污染物的产生与排放，对TNT的清洁生产工艺进行了理论和实验研究。结果表明，TNT粗品中的不对称TNT主要来自甲苯硝化过程产生的间硝基甲苯；在二段硝化过程中对一硝基甲苯进行分离后，使用邻硝基甲苯或对硝基甲苯作原料生产TNT，可以大大降低产品中的不对称TNT含量，实现清洁生产；使用清洁生产工艺后废水的总化学耗氧量减少88.8%，减轻了红水处理的负荷。

采用直流电弧等离子体蒸发法制备了高纯度的纳米铝粉，并用比表面积分析仪和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了表征。将纳米铝粉与硝胺炸药H MX和RDX用研磨混合法制成混合粒子，用DSC对单质HMX和RDX炸药以及纳米铝粉/硝胺炸药混合物进行催化特性测试，并对样品的热分解动力学和热力学参数进行了计算和对比。结果表 明，加入纳米铝粉后，HMX和RDX在不同升温速率(2、5、10、20K/min)下的放热峰 峰温降低，活化能分别降低15和16kJ/mol，热力学参数都有明显变化。纳米铝粉 对HMX和RDX有明显的热分解催化作用。

为研究铝粉氧化对丁羟推进剂黏合剂界面吸附的影响，采用分子动力学方法和COMPASS力场，分别对端羟基聚丁二烯(HTPB)在Al和Al₂O₃不同晶面 吸附进行了模拟计算，求得界面吸附能和静态力学性能(弹性系数、模量和泊松比)，结合吸附能和径向分布函数揭示了界面相互作用本质。模拟结果表明，采用HTPB包覆后的Al 和Al₂O₃刚度降低，弹性增强；HTPB在Al₂O₃的晶面吸附能远高于在Al晶面，HTPB 与Al晶面只存在范德华力作用，而在Al₂O₃的界面吸附主要由静电作用引起。

通过常温湿度试验，研究了HTPB复合推进剂力学性能随试 验时间的变化规律。试验证明，湿度使HTPB推进剂的力学性能大幅度下降；经干燥后，其力学性能能够得到部分恢复。用扫描电镜对常温湿度试验前后推进剂的表面状态和拉伸断口进行了对比分析，结果表明，试验后推进剂表面的AP粒子形状有明显改变，拉伸断口上的AP粒子裸露面增大，粒子脱落坑表面光滑、规整。由此得出HTPB推进剂吸湿后，通过干燥方法不能使其力学性能恢复到原始状态。

为分析固体推进剂整形过程中的危险点，采用热机械耦合对固体推进剂整形过程进行了模拟分析，基于固体推进剂药柱的黏弹性本构关系，揭示了整形过程中由于整形刀具挤压、摩擦引起的温度变化规律，计算了危险点。结果表明，固体推进剂整形温度随整形速度的增加而增加，当整形速度为10mm/s时，整形温度最 高可达65℃；当整形厚度为1.0、1.5和2.5mm时，整形过程中的最高温度变化不明显。固体推进剂整形过程中的危险点出现在刀刃刚刚经过的药屑面上，而非刀具的刀刃上。

为了获得绿色硝化DPT制备HMX的工艺，研究了N₂O₅/HNO₃和N₂O₅/有机溶剂两种硝化体系硝解DPT。在N₂O₅/有机溶剂体系中考察了不同溶剂对DPT的硝解，主要生成了低熔点的副产物，只有极少量的HMX生成，N₂O₅/有机溶剂体系不适合硝解DPT制备HMX。在N₂O₅/HNO₃体系中硝解DPT，考察了反应时间、反应温度、硝酸铵用量、反应料比等对HMX收率的影响。结果表明，随着N₂O₅用量的增加，HMX的收率呈现先增加后降低，在N₂O₅与DPT物质的量比为2、HNO₃与DPT的物质的量比为36、反应时间30min、反应温度25℃的条件下，HMX收率可达58%，纯度99%，得出在N₂O₅/HNO₃体系中硝解DPT能以较高收率制备HMX。

评述了基于Hopkinson压杆实验技术的高度变率下含能材料动态力学性能测试方法的研究进展。鉴于含能材料的低杨氏模量、密度、波阻，采用Hopkinson压杆测试其力学性能时存在一些问题，如应力平衡、波阻抗匹配等。研究表明，常规的Hopkinson压杆试验装置不能得到准确、可信的试验数据，采用波形整形、压电晶体等方法可以解决应力平衡和波阻抗不匹配等问题。Hopkinson压杆实验技术还能为含能材料在高应变率下本构关系的建立以及损伤模式的分析提供实验结果，并指出了今后含能材料力学性能研究的若干方向。附参考文献44篇。

利用密度泛函理论和Gaussian 03程序软件包，研究了硫酸自由基与TNT的反应机理。在B3LYP/6　31G(d)水平下对反应复合物、过渡态和产物进行几何结构的部分优化,并进行振动频率计算,分析了反应过程几何构型的变化和稳定性。实验和计算结果表明,硫酸自由基与TNT的反应主要受动力学控制,氢抽提反应的主反应通道是TNT中甲基氢和硫酸自由基的反应,加成反应主反应通道是TNT苯环上无取代基碳原子和硫酸自由基的反应。

用T-JUMP/FTIR技术研究了模拟燃烧条件下RDX的热裂解过程。通过分析裂解产物随时间的分布规律及温度与压力对裂解过程的影响，提出了RDX可能的快速热裂解机理及影响快速热裂解机理的因素。结果表明，RDX裂解气相产物主要有CO₂、N₂O、NO₂、HNCO、NO、CO和HCN，且在不同的测试条件下产物的相对含量有明显变化：在600℃、0.1～0.4MPa条件下，裂解5s以内的NO₂与NCN含量比随压力的升高而下降；HCN与N₂O含量比随压力的提高而增大；在0.1MPa压力条件下，随着温度的升高，HCN与N₂O的含量比趋向于增大。RDX快速热裂解的初期存在两个竞争反应，即C—N和N—N键的断链竞争反应；提高温度和在0.1～0.4MPa压力范围内提高压力对生成HCN的N-N键断裂反应有利。

以合成的聚丙烯酸钾与硝酸铵溶液共混，用DSC和XRD测定其对硝酸铵相稳定的影响。结果表明，当添加的聚丙烯酸钾质量分数不小于2.0%时，聚丙烯酸钾能消除硝酸铵的 Ⅳ-Ⅲ相变，并使Ⅲ-Ⅱ相变温度提高到110℃，从而起到相稳定的作用，减小了硝酸铵常温下的吸湿结块性。聚丙烯酸钾相稳定硝酸铵主要有两方面的作用：一方面是K⁺对NH^₄+的取代作用，另一方面是聚合物的包覆作用。

用冲塞试验评价大药量装药在撞击、剪切、绝热加热等综合作用条件下的安全性。用火药加速装置对试件加速，并通过高速摄像机拍摄炸药试验件跌落撞靶、点火等试验过程，利用冲击波压力传感器测试冲击波超压表征炸药试验件的反应程度。结果表明，PBX-1炸药在撞靶速度高达37.6m/s时没有发生反应，且PBX-2炸药在撞靶速度为27.7m/s时发生了爆燃反应，在撞击速度低于25.5m/s时未发生反应，说明PBX-2炸药的冲塞试验撞击感度高于PBX-1炸药。

为了解释含能破片冲击侵彻薄靶板时的释能时间与侵彻历程关系，用LS-DYNA和理论分析研究了不同靶板材料、不同头部厚度的含能破片冲击侵彻过程和释能时间，得到释能时间与侵彻过程的关系。结果表明，通过调整破片的头部厚度可实现含能破片的靶后释能。

用最小二乘法建立了C-H-N-O多硝基芳香族化合物分解热(Q_dec)与绝热温升(T_ad)、爆热(Q_CO2)、热温商(Q_dec/Tp)及Q_CO2与Q_CO2/T_ad之间的4个关系式。

运用LS-DYNA模拟软件研究了药型罩材料对聚能杆式侵彻体(JPC)成型的影响。通过对铝、铁、铜、钽、钨JPC的统计分析，得出材料密度和延伸率对JPC头部速度、长径比等参数的影响规律。结果表明，随着从铝到钨材料密度以及延伸率的减小，JPC头部速度降低69%，长径比降低75%, 鉴于JPC的这两个参数，铜、钽是作为JPC成型的较好材料，而铜最佳，铝易断裂、易气化，铁和钨不能够得到充分拉伸，均不适合JPC的成型。对铜药型罩进行了试验验证，试验结果与模拟结果较吻合。