以N₂O₅/HNO₃为硝解剂、4种取代哌嗪为底物，制备了4,10-二硝基-2,6,8,12-四氧杂-4,10-二氮杂四环［5.5.0.0^5.90^3.11］十二烷（TEX），优化了目标产物的合成工艺；探讨了表面活性剂、酸性离子液体等催化剂对反应收率及纯度的影响。结果表明，以1, 4 -二甲酰基-2, 3, 5, 6-四羟基哌嗪（DFTHP）作为硝解底物，加料温度为40℃，反应温度为75℃，反应时间为40min，加料比m（DFTHP）∶m（N₂O₅）∶V(HNO₃)为2g∶1g∶20mL时，TEX收率达45.6%，纯度达95.6%。当以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、离子液体［Et₃N(CH₂)₄SO₃H］［HSO₄］和CF₃SO₃H/树脂(质量比为1∶9)为催化剂时，TEX收率可进一步提高3%~14%。

甲氧基甲酰肼与叠氮氰为原料，经成环、硝解、酸化、中和等反应合成高能材料1,5-二硝胺基四唑（DNAT）及其含能离子盐——钾盐（DKDNAT）、铵盐（DADNAT）、肼盐（DHDNAT）、羟胺盐（DHADNAT），采用红外光谱、¹H NMR、¹³C NMR及元素分析对DNAT及其含能离子盐的结构进行了表征；优化了关键中间体1-甲氧基甲酰基1,5-二氨基四唑（MCDAT）的合成工艺；探讨了一锅法合成MCDAT的反应机理；采用DSC方法对DNAT及其钾盐、铵盐、肼盐和羟胺盐的热性能进行了分析；对DNATCMDBDHDNATCMDB、DHADNAT-CMDB推进剂的能量特性进行了理论研究。结果表明，叠氮氰与甲氧基甲酰肼的最佳摩尔比1.2∶1.0，反应温度为25℃，MCDAT的收率由文献中的37.3%提高到79.3%；DNAT及其4种含能离子盐(钾盐、铵盐、肼盐和羟胺盐)的热分解峰温依次为94.1、259.1、192.1、142.8、146.7°C；3种推进剂的理论比冲分别为2539.1、2489.9、2532.6N·s/kg，特征速度为1571.6、1570.1、1580.6m/s。

采用氩气保护下的高能球磨法制备了微米级Al-MoO₃复合物，通过扫描电镜（SEM）、激光粒度测试仪、X射线衍射（XRD）表征了Al-MoO₃复合物的结构及形貌，用热重差示扫描量热法（TG-DSC）研究了其热性能。结果表明，高能球磨法制备的Al-MoO₃复合物呈片状，粒径分布均匀，晶粒粒径降低；与未球磨的Al粉相比，Al-MoO₃复合物与空气氧化反应的热性能显著提高，Al的增重率和反应率分别提高了48.4%和60.8%；1070℃左右出现一个较大的放热峰，最大热流率和放热反应焓分别增加160.9J/g 和4106.2J/g，活化能仅为297.8kJ/mol。该复合物与空气反应性能得到改善。

在大气压力及298.15～338.15K下采用激光动态法测定了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)在不同体积比的乙酸-水混合溶剂中的溶解度，用Apelblat(CNIBS)/Redlich-Kister经验模型对溶解度数据进行拟合，根据溶解度实验数据估算了DNTF的标准溶解焓、标准溶解熵、标准吉布斯自由能、固-液表面张力以及表面熵因子。通过测定DNTF在乙酸-水混合溶剂中的超溶解度，得到DNTF的冷却结晶介稳区，探讨了溶剂组成和温度对溶解度的影响。结果表明，用Apelblat模型和(CNIBS)/Redlich-Kister模型计算的溶解度值与实验值的平均相对误差分别为1.698%和3.001%；DNTF在乙酸-水溶液中的溶解度随温度的升高和乙酸含量的增加而增大；介稳区宽度随温度的增加而变宽，随乙酸含量的增大而变窄。

采用Guassian03程序，在DFT-B3LYP/6-31G**水平下得到吡啶并环脲硝基衍生物的分子几何构型、电子结构、理论密度和生成热，采用Kamlet-Jacobs方程计算了爆速和爆压值。结果表明，化合物1,3,5,7-四硝基-5,7-二氢二咪唑［4,5-b:4′,5′-e］吡啶-2,6(1H,3H)-二酮和8-氨基-1,3,5,7-四硝基-5,7-二氢二咪唑［4,5-b:4′,5′-e］吡啶-2,6(1H,3H)-二酮具有良好的爆轰性能，但化合物1,3,5,7-四硝基-2,6-二氧杂-1,2,3,5,6,7-六氢二咪唑［4,5-b:4′,5′-e］吡啶-4-氧化物、1,3,5,7,8-五硝基-2,6-二氧杂-1,2,3,5,6,7-六氢二咪唑［4,5-b:4′,5′--e］吡啶-4-氧化物(8)和8-氨基-1,3,5,7-四硝基-2,6-二氧杂-1,2,3,5,6,7-六氢二咪唑［4,5-b:4′,5′-e］吡啶-4-氧化物的结构不稳定。分子的对称性、空间位阻和氢键是影响分子稳定性的3个主要因素。

为研究硝酸羟胺离子间的相互作用，采用DFT-B3LYP/6-311++G(d, p)方法，对硝酸羟胺离子对的几何构型进行优化；通过自然集居分析计算了各原子的净电荷，并针对离子对体系形成过程中H原子的转移进行了理论研究；通过基组叠加误差（BSSE）和零点能校正（ZPEC）计算了离子对的相互作用能；用统计热力学方法对硝酸羟胺离子对在200~800K的热力学性质进行了计算。结果表明，离子对形成过程中H原子转移的反应势垒为46.605kJ/mol，离子对表现为HNO₃和NH₂OH之间相互作用的性质；构型II的相互作用能最大，为-48.145kJ/mol，稳定性排列顺序为构型II＞构型III＞构型IV；另外，构型II和构型III在常温下即可自发形成，构型IV只能在200K以下的低温才能自发形成。

利用¹³C NMR谱监测了乌洛托品(HA)在N₂O₅/HNO₃和N₂O₅/HNO₃/CH₂Cl₂硝化体系中硝解反应的历程，根据实验¹³C NMR谱和计算¹³C NMR谱的解析结果，并结合HA硝解反应过程中可能存在中间体和副产物的¹³CNMR理论计算结果，提出了硝解历程中可能存在的中间体与副产物的结构，推测了HA在N₂O₅/HNO₃体系中的硝解历程为：HA首先与两分子HNO₃结合生成乌洛托品二硝酸盐(HADN)；HADN再经环三亚甲基硝胺母体逐步降解为黑索今(RDX)。

为了探索球形红细菌对黑索今（RDX）的降解动力学及机理，研究了该菌株生长与降解RDX的关系，并对降解的动力学方程进行了拟合分析。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了该菌株降解RDX的中间代谢产物，并推测了其可能的降解途径。结果表明，RDX质量浓度为2.5~30mg/L时，该菌株对RDX的降解符合一级动力学方程。培养4d时，用GC-MS检测到两种中间产物：六氢-1-亚硝基-3,5-二硝基-1,3,5-三嗪(MNX)和次甲基二硝胺(MEDINA)，其母离子的质荷比（m/z）分别为207和135，其可能的降解途径为：RDX首先还原为MNX，再进行一系列还原反应生成产物MEDINA，最终降解为小分子物质，并认为硝基还原酶为该降解过程中的重要酶。

为研究RDX基PBX-9炸药的热响应规律，分别采用1.5、3.0、4.5、8.0℃/min的升温速率对PBX-9炸药药柱进行了烤燃试验。用热电偶测试了药柱表面的温度变化，通过测量冲击波超压和收集试验弹残骸，分析了药柱的反应程度，获得了不同升温速率下的响应规律。结果表明，升温速率为1.5~8.0℃/min时，对PBX-9炸药的响应温度没有明显的影响，试验弹响应时药柱温度约为140~150℃，均为燃烧反应。烤燃过程中黏结剂的分解对PBX-9炸药响应特性影响较大，使其反应程度一致。采用FLUENT软件对该烤燃试验过程进行了数值模拟，得到PBX-9炸药反应的活化能和指前因子分别为184.2×10³J/mol和7.24×10¹⁸s^-1。

为了解推进剂比热容和热导率与温度之间的关系，用差示扫描量热仪和热常数分析仪测试了不同温度下改黑碳（GHT）推进剂的比热容和热导率，确定了比热容的测量区间，讨论了比热容和热导率随温度的变化规律；并通过回归拟合得到比热容随温度变化的方程式。结果表明，GHT推进剂比热容的测量区间为298~373K，在此区间内比热容随温度升高逐渐增大，且比热容满足相加性原理；热导率随温度升高而减小，主要是受NG熔融蒸发和晶格振动等因素影响。

为研究冲击加载下分步压装装药的响应特性，利用ANSYS/LS-DYNA软件对分步压装含铝炸药大型落锤冲击加载过程进行了数值模拟，得到不同密度分布状态药柱在冲击载荷作用下的应力分布及形变特征。探讨了径向密度差对分步压装装药撞击安全性的影响，并进行了实验验证。结果表明，与传统模压成型药柱不同，冲击加载下分步压装药柱中心区的响应应力大于边缘区，且1/2半径处的炸药微元具有较大的径向流动速率。实验验证结果与模拟结果一致。由于径向密度差的存在，冲击加载下分步压装装药内部应力分布不均，使得炸药颗粒呈现由中心向边缘流动的趋势，进而增加分步压装装药内部“热点”形成的几率。

利用自编FORTRAIN 程序，基于BKW方程计算了1,1′-二羟基-5,5′-联四唑二羟胺盐（HATO）的爆速；利用Gaussian软件（V09）中的完全基组方法(CBS-4M)计算了HATO的生成焓，再使用Kamlet-Jacbos公式预估了HATO的爆速；制备了尺寸为Φ30mm×30mm的5种密度HATO混合炸药药柱，并按照GJB772A-97 702.1方法测试了其爆速，然后根据Urizar公式计算了HATO的理论爆速。结果表明，采用这3种方法计算得到的HATO的理论爆速分别为9441、9186和9432m/s，表明自编FORTRAIN程序的爆速计算结果可靠，而采用Gaussian软件的爆速计算结果偏低。

为研究HMX/NQ共晶分子间的相互作用，基于密度泛函理论（DFT）研究了4种HMX/NQ的共晶结构；运用静电势、电子密度拓扑、约化密度梯度和引发键等方法分析和预测了其分子间的相互作用和炸药性质。结果表明，HMX/NQ共晶的分子间作用本质是一系列弱氢键和范德华力的共同作用，主要表现为NH…O、CH…O和N…O作用；4种构型键的相互作用能大小排序为结构III＞结构II≈结构IV＞结构I；与HMX和NQ相比，HMX/NQ共晶的引发键强度增大，稳定性增强，感度降低，结构III的表现较为明显。

为实现炸药等危险化学品在贮存、运输中的远距离实时监控，采用高频无线射频（13.56[MHz）和超高频无线射频（920～925MHz）对黑索今(RDX)分别进行1、2、3、5、6h的连续照射，采用红外光谱仪和X射线衍射仪检测了照射后RDX的分子结构和晶型，并按照国军标GJB772A97方法测试了其性能。结果表明，高频和超高频无线电波均对RDX晶体的分子结构、晶型及性能没有影响。表明无线射频识别（RFID）技术可用于RDX的信息化管理中。

为了改善硝胺发射药的抗冲击性能，以一种硝胺发射药(RP5)药片为原料，分别采用低聚合度油状聚叠氮缩水甘油醚(GAP)和一种高聚合度聚氨酯为增韧剂，制备了不同增韧剂含量的硝胺发射药试样。采用落锤冲击试验机和摆锤冲击试验机分别测试了硝胺发射药试样的轴向和径向抗冲击强度。结果表明，径向方向，加入质量分数1%的GAP和质量分数3%的聚氨酯增韧剂均使硝胺发射药试样的抗冲击性能提升约20%；轴向方向，聚氨酯增韧的硝胺发射药试样在低温下的抗冲击性能更优。

为获得塑化高固体含量螺压改性双基推进剂的工艺温度，采用动态热机械分析（DMA）法研究了不同RDX含量时螺压改性双基推进剂DMA曲线α转变峰的温度(T_α)（即玻璃化温度T_g）、松弛活化能(Eα_a)和α转变之后DMA曲线出现的“波谷”等特征物理量。结果表明，RDX含量的增加减小了NC分子间的缠绕作用，导致T_g和Eα_a值下降，这有利于高固体含量螺压推进剂的塑化；随着RDX含量的增加，α转变力学损耗峰tanδ值增大，表明体系的摩擦发热量增大，而α转变之后在55～120℃下DMA曲线出现了“波谷”，此时体系的摩擦发热量最小，是压延塑化的最佳工艺温度。

为研究溶剂压伸法制备的AP-CMDB推进剂低温发动机试验易产生碎药的原因，采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察了AP-CMDB推进剂样品的微观结构；通过测试样品的线膨胀系数，研究了AP颗粒与黏合剂体系的线膨胀匹配性；讨论了药形尺寸对推进剂低温抗冲强度的影响。结果表明，溶剂压伸法制备的AP-CMDB推进剂药柱中存在大量微孔和少量微裂纹，AP颗粒团聚明显，Al颗粒与黏合剂体系间出现严重的界面脱粘；AP颗粒与黏合剂体系间的线膨胀匹配性较差；壁厚1.5mm的单孔管状药柱的低温(-40℃)抗冲强度低于壁厚4.5mm的，套管结构药柱的低温(-40℃)抗冲强度低于单孔管状药柱的。AP-CMDB推进剂低温碎药的形成与其微观结构、力学性能及药形尺寸有关。