从石墨烯及其复合物催化剂、石墨烯添加剂和石墨烯及其复合含能材料等3个方面，介绍了近年来石墨烯在含能材料应用方面的最新研究进展。认为石墨烯及其复合催化剂对推进剂含能组分具有明显的催化作用；添加石墨烯后，推进剂燃烧及力学性能得到改善；氧化石墨烯及石墨烯构成的钝感剂可降低含能材料的机械感度；石墨烯及其复合物含能材料具有优异的性能，更大的能量释放率。提出了石墨烯在含能材料领域的发展方向和应用前景。附参考文献42篇。

采用高速扫描相机及电探针测速法测量了具有相同铝含量的CL-20基和RDX基含铝炸药的拟定态爆轰波形及爆速，分析了炸药波阵面法向速度Dn与曲率κ之间的函数关系。结果表明，CL20基含铝炸药的爆轰波阵面较RDX基含铝炸药的平坦，其法向爆速受曲率效应的影响也较RDX基含铝炸药的小。当κ>0.005mm^-1时，其法向爆速的下降速率明显小于RDX基含铝炸药；当κ<0.005mm^-1时，其法向爆速的下降速率略高于RDX基含铝炸药。

以乙酰乙酸乙酯为原料，经硝化、氧化、成环反应合成了氧化呋咱-3,4-二甲酸二乙酯，用红外光谱、核磁共振对其结构进行了表征。通过探讨反应机理，研究了影响反应历程的关键因素，得到最优的条件为：硝酸质量分数95%、硝化温度-10℃、乙酰乙酸乙酯与硝酸摩尔比为1.0∶1.4、催化剂与乙酰乙酸乙酯的摩尔比为1.0∶100.0、氧化剂与乙酰乙酸乙酯摩尔比为3.0∶10.0。在最优条件下收率为81.4%，纯度大于98%。

以丙酮为溶剂，采用喷雾干燥法制备了微米级球形RDX，研究了入口温度、进料速率、喷雾气体流速和溶液浓度对所得RDX颗粒形貌的影响。通过扫描电镜（SEM）分析了不同工艺条件下制备的RDX的球形化效果，用DSC分析了其热分解特性，并测试了其撞击感度。结果表明，制备球形RDX的最佳工艺条件为：入口温度为60℃，进料速率为1.5mL/min，喷雾气体流速为357L/h，原料RDX质量分数为1.9%，抽气流速为40m³/h。在此工艺条件下，获得了中值粒径为2.82μm、表面较光滑的球形RDX颗粒。与原料RDX相比，球形RDX的热分解表观活化能降低了2.33kJ/mol，特性落高从19.98[KG-*9]cm升至54.70[KG-*9]cm，表明球形RDX的撞击感度明显降低。

为了测试硝基胍在硝酸溶液中的介稳区宽度，采用重结晶仪测试溶液的浊度和温度，经计算得到溶解度，分析了硝酸含量、降温速率、饱和温度和搅拌速率对介稳区宽度的影响。结果表明，在硝基胍结晶过程中，介稳区宽度随降温速率的增加和硝酸含量的升高而变宽；随搅拌速率的增加, 介稳区宽度变窄；不同饱和温度下，温度越高，介稳区宽度越窄。在实际操作过程中，硝酸质量分数为45%,搅拌速率为150r/min, 饱和温度为0℃，降温速率为0.8℃/min时，结晶较宜。用经典成核理论推导了介稳区宽度的模型方程，结果与实验值符合较好，成核级数为0.56。

采用HLG-5型纳米化粉碎机制备了粒径约为60nm的纳米CuCr₂O₄，用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）表征了样品的结构及形貌，分析了纳米CuCr₂O₄的形成机理，用差示扫描量热仪（DSC）研究了原料CuCr₂O₄和纳米CuCr₂O₄对AP热分解性能的影响。结果表明，与原料CuCr₂O₄相比，质量分数2%的纳米CuCr₂O₄对AP具有更好的催化性能，可使AP的低温分解峰减弱，高温分解峰温降低67℃，反应速率常数提高数倍，使AP的表观分解热从821J/g提高到1393J/g，增长率为69.7%。

采用饱和溶液冷却结晶法将β-HMX转化为α-HMX，并对α-HMX晶型进行了表征。研究了α-HMX对α-HMX和β-HMX组成混晶的机械感度和热分解性能的影响。结果表明，纯α-HMX的摩擦感度和撞击感度分别为100%和26.1cm，比纯β-HMX分别提高了14%和40.8%；纯α-HMX热分解反应的表观活化能为239.5kJ/mol，比纯β-HMX降低了4.1%。纯α-HMX的热分解反应放热量为1063J/g，比纯β-HMX增加4.8%。随着混晶中α-HMX含量的增加，其摩擦感度和撞击感度升高，热分解反应的表观活化能降低，热分解放热量增大。

制备了硝酸异丙酯(IPN)与铝粉质量比分别为2∶1、1∶13.7的两种含铝硝酸异丙酯(IPN)样品，用DSC方法研究了其热分解行为。采用Setsak-Satave方法和Kissinger公式计算了两种样品的最可几机理函数及热分解动力学参数。结果表明，含铝IPN样品分解过程的峰温与纯IPN相比均较低，两种样品的最可几函数均为f(α)=α^1/2，不随铝粉含量的变化而发生变化。加入铝粉后，IPN分解的活化能和指前因子均变小；IPN与铝粉质量比为1∶13.7的含铝IPN样品的热分解动力学参数值和分解速率均高于质量比为2∶1的含铝IPN样品。

为解决预制破片聚焦战斗部加工中存在效率低的问题，基于正反圆柱螺旋线相交性原理，通过局部淬火预制工艺提出了一种新的高效率战斗部破片设计方法，并给出了一种聚焦式战斗部的加工实例。结果表明，局部淬火工艺对战斗部破片的控制效果良好，破片形状规则、质量分布均匀，有效破片质量分数达90%，符合毁伤要求，验证了其设计原理的正确性和可行性。

用DSC研究了三氢化铝（AlH₃）与固体推进剂常用黏合剂、增塑剂、固化剂和固体填料的相容性。结果表明，根据DSC曲线的结果和评价相容性的标准，AlH₃与硝化棉（NC）、硝化甘油（NG）、硝化甘油1,2,4-丁三醇三硝酸酯混合物（NG-BTTN）、二缩三乙二醇二硝酸酯（TEGDN）、丁基硝氧乙基硝胺（BuNENA）和双2,2-二硝基丙醇缩甲醛-缩乙醛（BDNPA-F）的二元混合物分解反应峰温比各单独化合物的分解反应峰温降低5.5~15.8℃，显示AlH₃与上述组分的相容性较差。AlH₃与常用黏合剂聚叠氮缩水甘油醚（GAP）、3,3二叠氮甲基氧丁环-四氢呋喃共聚醚（PBT）、聚乙二醇（PEG）和聚环氧乙烷四氢呋喃共聚醚（PET）、固化剂异佛二酮二异氰酸酯（IPDI）、六次甲基二异氰酸酯水合物（N100）和甲苯二异氰酸酯（TDI）、固体填料铝粉（Al）、奥克托金（HMX）、高氯酸铵（AP）和二硝酰胺铵（ADN）均相容。

用单轴拉伸试验和扯离试验测试了不同老化温度（55、65、75和85℃）下热加速老化后丁羟（HTPB）推进剂的力学性能及其粘接试件的扯离强度，用Berthlot方程预估了推进剂及其粘接试件的寿命。结果表明，HTPB推进剂的最大延伸率随老化时间的增加呈现降低趋势；老化温度越高，推进剂的最大延伸率降低幅度越大，85℃贮存30d时最大延伸率降幅为29.81%，而55℃贮存30d时最大延伸率降幅仅为4.34%；粘接试件的扯离强度随着老化时间的增加呈降低趋势，老化时间相同时，扯离强度随老化温度的升高而降低。预估HTPB推进剂和推进剂粘接试件的贮存寿命分别为9.4y和15.9y。

通过立式搅拌磨球机，采用正反转交替研磨法制备了球形高氯酸铵(AP)粒子，分别用激光干法粒度仪、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）对其粒度分布、形貌、分子结构和晶体品质进行了表征。用差示扫描量热仪（DSC）分析了球形化前后AP粒子的热分解性能，测试了AP粒子的撞击感度、摩擦感度和装填密度。结果表明，制备的AP粒子为球形，表面光滑，粒度分布集中，而球形化后AP粒子的结构组成和晶体结构未发生变化。与同粒度非球形AP相比，球形AP的热稳定性有较明显提高，撞击感度和摩擦感度分别降低32%和22%，装填密度提高35.6%。

制备了含微米级AP（质量分数大于50%）的HTPB推进剂药浆和标准试件，利用流变仪测试了+20℃和-40℃时药浆的表现黏度，用材料试验机测试了标准试件的力学性能，讨论了增塑比、AP粒度级配、键合剂等对HTPB推进剂工艺性能和力学性能的影响。结果表明，当增塑比为0.42、AP粒度级配采用25%的120μm AP、30%的6~8μm AP和20%的1μm AP时，推进剂样品6h的表观黏度为1267Pa·s，低温延伸率达到38%。

为探索金属氢化物（MgH₂和Mg(BH₄)₂）对硝酸铵（AN）热稳定性的影响，在升温速率分别为2、5、10和20 ℃/min条件下，用DSC测试了纯AN及其与MgH₂或Mg(BH₄)₂混合物的热分解特性，根据DSC数据计算了热分解反应的表观活化能和指前因子等动力学参数，分析了加入金属氢化物引起AN热稳定性的变化机理。结果表明，加入MgH₂后，AN分解反应的表观活化能变化较大，初始分解温度大大降低，AN的分解机理发生了改变；而加入Mg(BH₄)₂对AN的热分解过程影响不大，且表观活化能没有明显变化。

为了探索纳米铝对RDX基压装炸药的水下爆炸能量的影响，测试了含纳米铝、微米铝、以及纳米铝和微米铝级配的RDX基炸药水下爆炸能量，分析了其水下爆炸能量的变化规律。结果表明，RDX基压装炸药中，当单独使用纳米铝或微米铝时，纳米铝对炸药水下爆炸总能量的提高不如微米铝；当铝粉总质量分数为30%，且纳米铝和微米铝的质量比为1∶2时，水下爆炸总能量比单独使用微米铝时提高7%，说明纳米铝和微米铝合理级配能够提高铝粉的能量释放效率。当铝粉总质量分数为35%时，即使采用级配也无法提高含铝炸药的水下爆炸能量。

制备了4个BAMO-THF/TDI黏结剂体系(样品A、B、C、D），固化催化剂三苯基铋（TPB）的质量分数分别为0.25%、0.50%、1.00%、2.00%。用低场核磁共振（LFNMR）技术，通过在线监测样品A、B、C、D中聚合物链上氢质子的横向弛豫时间T₂，研究了每个样品50、60、70、80℃时的固化反应动力学。结果表明，T₂与体系固化反应程度有相关性，可在线监测样品固化反应的全过程。样品的固化反应可分为3个阶段，第1阶段为二级动力学反应，第2、3阶段均为一级动力学反应，TPB含量一定、50~80℃时，反应速率常数k与固化温度有明显的正相关性，其中第3阶段k对固化温度的变化更敏感。TPB质量分数在0.25%~2.00%、固化温度为50~80℃时，固化反应机理一致，没有改变交联网络，但TPB质量分数不小于1.00%或固化温度为80℃时样品中极易出现气泡。

为获得较为准确的粒状发射药的表面性能参数，采用接触角测量仪测量了粒状发射药在不同实验操作条件下的接触角，讨论了躺滴法测量发射药接触角操作过程中测试面的选取、测试面的处理方式、所用液滴体积、液滴与发射药测试面的接触时间等因素对接触角测定值的影响。依据实测数据确定了较为稳定的实验操作条件：用磨平的粒状发射药侧面作为接触角测试面，对测试面采用细砂纸打磨后再用丙酮擦拭、晾干的处理方式，所用液滴体积不大于1μL，取液滴与测试面的接触时间为8s时的接触角值作为测试结果。

为研究NC基高能低敏感发射药的低温力学性能，通过改变配方中硝化棉(NC)的种类、增塑剂ZSJ-X的含量、FOX-7的含量以及RDX和FOX7的粒度，制备了4种NC基高能低敏感发射药，采用电子万能材料试验机测试了其低温抗冲击强度。结果表明，降低黏结剂的含氮量，增加增塑剂ZSJ-X的含量，用FOX-7替代部分RDX，降低RDX和FOX-7的粒度，能够提高NC基高能低敏感发射药的低温抗冲击强度。当NC基高能低敏感发射药的配方（质量分数）为：NC（含氮量12.6%）37%、ZSJ-X 25%、FOX-7（粒径19μm）13%、RDX（粒径5μm）33%时，低温抗冲击强度最佳，达到7.75kJ/m²。

为了获得不同挤压成型工艺条件对硝基胍七孔发射药成型质量的影响，首先用毛细管流变仪测得不同条件下塑化后的硝基胍发射药药料的流变参数，再用POLYFLOW软件模拟了发射药药料在七孔成型模具中的挤出过程。分析了溶剂比、挤出温度、体积流量对模具内的压力分布、模具出口截面处的速度分布及挤出发射药尺寸的影响，得到制备硝基胍七孔发射药的最佳成型工艺条件为：发射药药料与醇酮溶剂的比值0.22~0.24，挤出温度25~35℃，入口体积流量（0.58~1.0）× 10^-7m³/s。

用高速数字图像技术获得炮口火焰序列照片，采用图像叠加、图像彩色-灰度转换和自适应大津阈值分割等图像综合处理方法，得到火焰面积、火焰周长、火焰最大直径、火焰平均直径、火焰平均光密度(实际为灰度值)以及火焰持续时间等炮口火焰的特性参数。采用该方法对130mm和30mm口径火炮的炮口火焰进行了测试，结果表明，该方法可以量化表征炮口火焰的特征，测量结果稳定性好。