制备了ZrO₂/SO₄^2-、TiO₂/SO₄^2-和一系列不同Zr/Ti原子数比的ZrO₂-TiO₂/SO₄^2-固体超强酸催化剂。通过气相色谱研究了诸如催化剂的Zr/Ti原子数比、催化剂的焙烧温度、硝化反应时间、硝化反应温度及催化剂的重复使用等因素对甲苯硝酸硝化区域选择性的影响。结果表明，在醋酐存在条件下，以硝酸(质量分数为65%)为硝化剂，反应温度控制在40 ℃，反应进行60 min，经500 ℃焙烧3 h后的ZrO₂/SO42-(Zr/Ti原子数比为1:1)固体超强酸催化剂，对甲苯表现出了强的区域选择性，甲苯硝化产物邻对位比达0.90,较硝硫混酸的1.67显著降低，产物得率达到92.9%。该催化剂可循环使用5次，催化活性基本不变，是一种具有应用前景的绿色硝化反应催化剂。

为了研究串联战斗部前级爆轰场作用下,后级随进子弹炸药安全性及其速度降的大小,建立了一维冲击波传播理论分析模型,由图解法得到了后级装药的初始压力。通过与炸药引爆阈值压力比较,判断了后级装药的安全性。根据动量守恒,得到了后级子弹的速度降表达式。进行了串联装药的数值计算,得到一定隔板厚度情况下后级装药受到的冲击压力和后级子弹速度降,计算得到的后级子弹变形情况与试验结果相吻合。

利用熔石英在冲击作用下的发光特性开发了一种测量冲击到达时间的光纤探针技术.当爆轰波阵面到达光纤探针端面时会产生一个瞬时光信号,经光纤传输到光电探测器,变换为电信号,再由示波器记录,通过判读就可以知道冲击波或飞片到达光纤探针的时刻.采用芯径0.3 mm的石英光纤探针阵列对一点起爆的爆压为10 GPa的GI-920炸药的爆轰波阵面进行了测量,测量到3条不同直径上的波形,并利用所测数据绘出爆轰波阵面的三维形状图.结果表明,随着测试半径增大,爆轰到达时间分散性明显增加,爆轰波阵面的倾角也增大.实验所得信号的上升时间均小于4 ns,说明光纤探针技术为炸药爆轰时间参数的测量提供了一种新的高精度的测试手段.

为了控制新型FAE弹体云雾的窜火、形状、直径与高度等,设计出直径不同的两种药柱间隔装填的分散药T型装药结构,着重对两种药柱的半径、高度、爆速、密度、分散药燃料比进行了设计.在假设小药柱以平面爆轰波引爆大药柱的前提下,对大药柱爆轰波正常传播条件进行了理论推导.选择宏观固态燃料,对Φ330 mm×430 mm的新型FAE炸弹进行静爆实验;运用柯达高速运动系统观测云雾形成及爆轰过程,并对FAE云雾的直径、高度和体积进行了处理和分析. 结果表明,分散药T型装药能有效地控制FAE云雾的形状、直径、高度以及云雾体积,特别是对遏制云雾窜火有很好的效果

以三氨基胍硝酸盐、戊二酮为起始原料,经缩合、氧化、肼解、氧化溴代、氨解、水解等反应合成3,3’-偶氮双(6-氨基-1,2,4,5-四嗪)(DAAT).详细介绍了各反应过程的具体步骤及收率,6步总收率为19%.采用红外光谱、核磁、DSC等分析手段确定DAAT结构,结果表明与文献基本相符.提出了缩合、氧化溴代反应的机理,指出了两步反应的详细历程.

为了制备多种粒度的HMX,探索了用γ-丁内酯为溶剂重结晶HMX的原理,研究了HMX的γ -丁内酯溶液在不同过饱和度等条件下的结晶状况,通过控制稀释剂水的加入量和速度,以及结晶过程的搅拌强度等工艺条件,分别制备出符合GJB2335-95标准的6种粒度类别的HMX产品.结果表明,该方法工艺简单易行,溶剂便于回收且可循环使用,低耗,无污染.

介绍了分步压装工艺中装药结构的特点,利用大型冲击模拟加载装置对不同密度的高能炸药药柱进行了安全性模拟实验,并对实验结果进行了理论分析.结果显示,在无缺陷条件下,装药点火阈值较高;在含缺陷条件下,孔隙率越大,点火阈值越高,说明提高装药质量,可以提高装药的抗过载安全性;装药中保持一定的孔隙率可以提高装药的抗过载能力,从而说明了分步压装工艺装药密度分布对装药的抗过载安全性是有利的.

用廉价、易得的乙二醛和甲酰胺为原材料,合成了中间体1,4-二甲醛-2,3,5,6-四羟基哌嗪(THDFP),然后在质量分数98%的浓硫酸和发烟硝酸作用下,采用低温下加料,使其充分反应生成笼形化合物后,再升温进行硝化的方法,合成了笼形硝胺炸药4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环[5.5.0.05,903,11]十二烷(TEX),其纯度为99.5%,总收率为34.8%.研究了THDEP干燥时间、加料温度和反应温度对合成TEX纯度和收率的影响.结果表明,充分干燥的THDEP对合成有利,加料温度应控制在45～50 ℃为宜,最佳反应温度为70～80 ℃.

通过DSC、TG研究了DNTF及DNTF与催化剂体系的热分解,分析了不同压力条件下DNTF的分解特性及分解规律.结果表明,在压力升高时,DNTF的熔融吸热峰温几乎不变,但其主要放热分解峰温在2 MPa以后向高温方向移动,分解反应变得较为剧烈,与常压相比,分解放热明显增加,且随着压力增加,主分解峰后的二次分解渐渐明显.在压力作用下,分解气相产物加强了对凝聚相产物的催化作用,出现了二次分解.计算了分解过程的动力学参数, DNTF在常压与2 MPa压力下分解动力学参数变化很大,常压下Ea=58.8 kJ/mol,lnA=1.08 s-1;2 MPa下Ea=205.1 kJ/mol,lnA=33.64 s-1;说明高压下的分解规律发生了变化.讨论了压力及催化剂对DNTF热分解过程的影响.

为提高复合增程炮弹的射程,降低喷管的烧蚀性,研制了复合增程炮弹用ST推进剂.进行了Φ50 mm发动机钢质喷管烧蚀试验、某复合增程炮弹实际发动机的静、动态及强度试验.结果表明,ST推进剂具有能量较高(相对总体指标)、低燃温、低烧蚀、抗过载能力强的特点,可以满足不同型号复合增程炮弹火箭增程设计要求.

通过测定5.1 MPa压强下HTPB/AP/Al复合推进剂药条静态燃速和BSFФ75 mm、BSFФ165 mm标准发动机实验,研究了(NH4)2C2O4,LiF,CaCO3,SrCO3及季铵盐等燃速调节剂对推进剂燃烧性能、能量性能等的影响.结果表明,季铵盐降速效率最高,季铵盐与碳酸盐组合使用可使固体质量分数为87%的推进剂在5.1 MPa压强下的静态燃速降至3 mm/s左右.BSFФ75 mm发动机测试表明,含季铵盐与碳酸盐组合降速剂的推进剂配方在3.45～12.17 MPa压强范围内的压强指数为0.2,达到了平台推进剂水平,密度比冲较相近燃速的含草酸铵推进剂高2.8%,且内弹道曲线更稳定.

采用液相沉淀法制备沉积于碳纳米管(CNTs)表面的Fe₂O₃复合纳米催化剂,用透射电子显微镜(TEM)和光电子能谱(XPS)对制备的Fe₂O₃/CNTs复合纳米催化剂进行表征,研究了Fe₂O₃/CNTs复合纳米催化剂对高氯酸铵(AP)燃烧的催化性能.结果表明,纳米级Fe₂O₃颗粒均匀包覆在CNTs表面,Fe₂O₃/CNTs复合纳米催化剂能明显降低AP的分解温度,提高AP单元推进剂的燃速;Fe₂O₃/CNTs复合纳米催化剂对AP的催化活性明显优于纳米Fe₂O₃、纳米Fe₂O₃和CNTs的简单混合催化剂.

针对UPR包覆层存在着固化物脆性大、低温延伸率低、与推进剂力学性能匹配差的缺点,提出将纳米TiO₂均匀地分散在UPR基体中的共混改性方法,对UPR包覆层进行改性研究.拉伸性能测试结果表明,纳米TiO₂对UPR包覆层的改性效果明显,其低温延伸率由2%提高到4%左右,同时降低了玻璃化转变温度,说明纳米TiO₂可改善机体的力学性能,对UPR具有一定程度的增塑作用.通过SEM和TEM测试,对复合材料的微观性能结构进行研究,结果表明,纳米TiO₂均匀分散于树脂基体中.

根据固体火箭发动机点火器设计经验,选用赛璐珞为点火器盒体材料、黑火药为点火药,并以点火压强作为发动机装药可靠点燃的判据.采用头部点火设计经验公式对端面-侧面燃烧、尾部点火的小型固体火箭发动机点火药量进行了初步估算.为获得点火器的点火压强、点火延迟时间等性能参数,设计、加工了模拟发动机尾部点火空间的试验容器,研究了电点火头、电点火管点火方案在不同条件下的试验情况.结果表明,虽然点火药量相同,但两种点火方案的点火压强、点火延迟时间、喷管堵片的打开方式却存在较大差异.基于发动机可靠性、维修性考虑,将电发火管点火方案作为优选方案,并通过发动机点火试验的成功考核.

为阐述新一代纤维素基含能黏合剂的研究和发展前景,针对纤维素、硝化纤维素的结构和性能特点,指出由于其大分子链刚性强,使得NC火药普遍存在能量低、制品低温脆、高温软等不足,通过分析近期研究成果和国内外相关资料,综述了纤维素基新型高性能黏合剂研发必要性、化学结构、现状及其应用方向,认为纤维素接枝侧长链增塑后、再在羟基上叠氮化和硝化,作为高性能黏合剂,可极大地提高推进剂的低特征信号、高能和钝感等综合性能.

针对端羟基聚丁二烯（HTPB）复合固体推进剂受外力撞击爆炸问题，基于MATLAB软件开发了颗粒随机填充算法，通过在LS-DYNA平台上进行的二次开发，研究了高氯酸铵（AP）粒度对HTPB复合推进剂撞击起爆影响的数值模拟。结果表明，AP粒径为2~20 μm时，HTPB推进剂受撞击后爆炸概率最低；粒径达到330~340 μm时，受撞击后爆炸概率最高；通过细观层次研究发现，含AP颗粒的HTPB推进剂在撞击起爆前存在两次剧烈的应力应变和温度变化，通过对颗粒粒径范围在2~20 μm和330~340 μm时计算结果的比较，发现推进剂爆炸前的最大有效应变增大124%，最高温度增大13.14%；温升和应变的启动点和反应点分别加快了34.78%、10.98%和52.38%、28.57%。

采用反应量热仪（RC1）对二硝基脲法合成HMX各步放热过程进行测定，并分析其放热参数以及严重度；利用绝热加速量热仪（ARC）测定了中间产物的分解温度及放热速率，并进行了动力学分析。结果表明，加入尿素后反应体系立即放热，硝化反应在2s内发生，部分反应到达成熟期才完成；其余各步反应进行很快，也都在2s内发生，主要热量用于中和硫酸放热；得到的绝热温升越高，发生失控反应的严重度越高；加水的过程要在0℃下进行，加硝酸铵的过程要在10℃下进行，加尿素的合成反应温度较原工艺可以适当提高2℃，加DPT反应过程最为安全，合成反应的最高温度（MTSR）为40.8℃；经ARC测定得中间产物的相关动力学参数：活化能（E_a）为254 kJ/mol，指前因子（A）为1.26×10³⁰s^-1，反应级数（n）为0.88。

通过分析方/球形双层预制破片在典型排布方式下的受力状态，并结合炸药爆轰驱动能量的释放规律，将双层破片的加速过程分为两个阶段，即冲击碰撞加速阶段和气体产物膨胀加速阶段；采用闪光X射线照相方法测量破片在冲击碰撞加速阶段的加速过程，然后结合经典Gurney公式计算出气体产物膨胀加速效果；对典型钨、钢材料的方/球形双层破片进行了试验和理论分析。结果表明，外层破片的初速均高于内层破片，其中，外、内层方形钢破片的初速比值最大，约为1.48，且外层方形破片由于受到较强拉伸波作用而出现明显破损；而外、内层球形钨破片的初速比值最小，仅为1.08，且球形破片大多为斜侧方对称受力，难以形成较强且较为集中的拉伸波，使得外层破片的完整性较好。

采用扫描电镜原位拉伸试验观察固体火箭发动机粘接界面试件在拉伸过程的变形和破坏过程，分析了载荷作用下界面失效模式和机理；依据粘接界面细观结构，建立了界面的细观数值模型，考虑了其细观损伤特点，在推进剂内部颗粒与基体之间以及推进剂/衬层之间引入界面元，对界面细观变形和破坏过程进行了数值模拟。结果表明， 在外界应变5%时，表现为非均质材料内部应力分布不均，随应变的增加，推进剂内部脱湿形成的微孔洞不断扩展，最终导致界面破坏，界面拉伸失效过程表现为损伤的起裂和扩展，是推进剂内部脱湿和粘接界面脱粘共同作用的结果；界面元能有效地模拟粘接界面的脱粘过程，细观数值计算结果与试验结果吻合，正确反映了粘接界面在拉伸过程中细观损伤萌生与扩展的规律。

应用自行研制的时序控制器，用于CARS系统激光发射和数采系统同步脉冲控制。应用研制的时序控制器实现了单脉冲宽带CARS技术。同时也提高了多脉冲信号采集的信噪比。

运用热重法(TG)及差示扫描量热法(DSC)研究了不同钝感剂种类及浓度对钝感发射药的热分解性能的影响。以TG曲线和DSC曲线的临界热分解温度来定性地表征钝感发射药的点火难易程度，传统观点认为发射药经钝感处理后其点火温度应当升高；而实验结果表明对于本文所述钝感剂及其不同浓度处理的钝感药，其TG曲线和DSC曲线的临界热分解温度并未升高，而是略有下降，DSC曲线的吸热量有显著的降低，并对这一实验结果给出了简要的分析。

论述了常用于药型罩的几种Cu基粉末冶金材料的烧结机理，在对比中为实际工作探讨了一些初步的理论基础。