传统的化学法制备含能材料普遍存在原料供给不足、环境污染严重、副产物多、过程安全性差的问题。生物合成技术能够克服传统化学合成技术所存在的缺点，是含能材料制备领域技术变革的共性迫切需求。本文综述了生物法制备含能材料及其前驱体的最新进展，重点介绍了多元醇类和芳香族类含能材料前驱体的合成路线及目前的技术水平，探讨了生物硝化技术的现状，对未来生物法制备含能材料的发展方向进行了展望。附参考文献49篇。

系统介绍了金属氢化物、金属配位氢化物、金属氮氢化合物以及氨硼烷等储氢材料，在此基础上总结了储氢合金、轻金属氢化物和金属硼氢化合物在高能固体火箭推进剂领域的应用研究进展，指出上述储氢材料能够促进推进剂组分的分解，改善推进剂的燃烧性能并提高推进剂的能量性能；同时分析了各类储氢材料在高能固体推进剂中的应用前景和制约因素，提出金属氢化物和金属配位氢化物是可能应用于高能固体火箭推进剂的储氢材料；同时，需重点关注储氢材料对氧气和水的高敏感性以及与推进剂的相容性差等可能的制约因素。附参考文献37篇。

通过溶胶凝胶法和超临界二氧化碳干燥法制备了石墨烯气凝胶/硝酸铵（GA/AN）纳米复合含能材料。采用元素分析（EA）、扫描电子显微镜（SEM）、N2吸附测试和X射线衍射（XRD）对GA/AN纳米复合含能材料的形貌和结构进行了表征，用TG和DSC测试了其热分解性能。结果表明，在GA/AN纳米复合含能材料中，AN以纳米尺寸存在于石墨烯气凝胶中，平均粒径为71nm，质量分数为92.71%。石墨烯对AN的热分解具有促进作用，与纯AN相比，GA/AN纳米复合含能材料的热分解温度提前33.68℃，表观分解热增加了532.78J/g。

采用水热法合成海胆状纳米MnO2颗粒，用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜及X射线能谱分析(SEMEDS)对该MnO2颗粒进行物相组成及结构表征；用固体研磨法制备出质量比为1∶2、1∶5和1∶9的纳米MnO2/CL-20混合物；用差示扫描量热(DSC)法考察了纳米MnO2对CL-20热分解性能的影响。结果表明，纳米MnO2的加入不会改变CL-20热分解过程的最可几机理函数；加入纳米MnO2后，MnO2/CL-20混合物的热分解峰温明显降低；与CL-20相比，不同质量比的MnO2/CL-20混合物表观活化能降低，表明海胆状纳米MnO2可以促进CL-20的热分解。

以聚叠氮缩水甘油醚（GAP)和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）为原料，二月桂酸二丁基锡（T-12）为催化剂，通过溶胶凝胶法及溶液结晶法制备了RDX/GAP纳米复合含能材料。用BET法、X-射线粉末衍射、扫描电镜对其结构进行了表征，用TG/DSC分析了其热性能。结果表明，RDX/GAP纳米复合含能材料具有纳米网孔结构，与GAP干凝胶相比，其比表面积下降，平均粒径为20～50nm。RDX/GAP纳米复合含能材料中的RDX热分解峰温明显提前，分解热显著高于RDX/GAP物理共混物的分解热。

为抑制硼氢化锂(LiBH4)的吸湿性，提高其贮存和使用稳定性，用石蜡和聚碳酸酯通过溶剂旋蒸法对其表面进行包覆，用X射线光电子能谱、漫反射红外光谱、拉曼光谱和扫描电镜研究了包覆LiBH4的表面结构，考察了其在空气中的稳定性。结果表明，LiBH4表面形成了较均匀的包覆层，表面包覆度可达82%；在空气中放置1h后包覆缺陷处可被反应产物有效覆盖，阻碍了进一步反应，使LiBH4的相对稳定度提高了50.7%。

为了研究RDX基含硼炸药的能量特性，按照GJB772A-1997701.1方法和705.1方法分别测试了不同硼含量的RDX基含硼炸药的爆热和作功能力，通过传感器测得RDX基含硼炸药超压和时间的关系曲线，并计算了水下能量。结果表明，在RDX中添加硼粉可以提高炸药的爆热、水下能量和作功能力。当硼的质量分数为20%时，爆热达到最大值7162kJ/kg；当硼的质量分数低于20%时，水下总能量与硼含量呈线性相关。当硼的质量分数为10%时，作功能力达到最大，为1.649倍TNT当量。

在线性升温速率2.0、5.0、10.0和20.0K/min的条件下，采用热重差热分析法(TG-DTA)测试5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺（TKX-50）的热分解行为，用Dzawa法和Kissinger法研究了其热分解动力学参数。结果表明，TKX-50的热分解过程可分为两个阶段，第一分解阶段活化能为147.05kJ/mol，指前因子为1012.91s^-1，受二维扩散机理控制，反应机理服从n=1/2的Jander方程，热分解反应的动力学方程可表示为：dα/dT=1012.91/β×4(1-α)^1/2 [1-(1-α)^1/2]]^1/2e^14705/RT。

采用双向旋转研磨方法制备了纳米CL-20，用SEM、XRD及激光粒度分析仪测试了其形貌晶型及粒度分布，采用GJB 772A-97方法测试了其机械感度，分析了纳米CL-20的粉碎机理。结果表明，制备的CL-20为粒径100nm的半球形颗粒，且粒度分布较窄。纳米炸药晶型与微米炸药一致，均为ε型。与微米CL-20相比，纳米CL-20的摩擦感度、撞击感度、冲击波感度分别下降25.0%，116.2%和58.1%。

为评估典型自制炸药的威力，采用无线存储测试仪测量了一定质量的雷药、三过氧化三丙酮（TATP）、六亚甲基三过氧化二胺(HMTD)、高氯酸钾/铝及硝酸铵/铝5种自制炸药爆炸后不同距离处的冲击波超压及衰减规律。运用非线性显式动力学软件AUTODYN建立了TNT炸药土壤章气域有限元模型，用流固耦合算法计算了不同质量TNT的超压场，获得了距离爆心38、58和78cm处TNT炸药质量藠讍曲线，依据该曲线计算了自制炸药的TNT当量。结果表明，TATP、HMTD的TNT当量系数计算结果与文献值基本一致，相对误差在2%以内。

通过水下爆炸实验测定了不同铝氧比炸药的水下爆炸参数和能量参数，分析了铝氧比对该炸药体系冲击波峰值压力、比冲击波能、比气泡能以及能量输出结构的影响，拟合了铝氧比与能量输出结构的关系。结果表明，随着铝氧比的增加，炸药的峰值超压逐渐减小，比冲击波能先增大后减小，铝氧比约为0.3时达最大，比气泡能和气泡脉动周期均一直增大；比冲击波能所占总能量的比例减小，比气泡能比例先增加后减小；控制铝氧比为0.6左右时，炸药的能量利用率最高。

采用旋转黏度计分别测定了不同温度、分散剂加入量、炸药颗粒级配时HMX基浇注PBX药浆的表观黏度，通过流动曲线绘制和数据拟合方法考察了这些因素对表观黏度的影响。结果表明，随着温度升高，药浆的表观黏度降低，流动指数变大，流变特性更接近牛顿流体；卵磷脂的加入会影响药浆的流变特性，且有助于降低药浆的表观黏度，但其加入量存在一个最佳值；在药浆固相含量一定的情况下，其表观黏度在实验测定范围内随着细颗粒含量的增加而增大。

为了研究硝酸酯对RDX基含铝炸药驱动能力的影响，采用圆筒试验研究了含硝酸酯的RDX基含铝炸药加速圆筒壁膨胀速度和格尼能的变化过程，并与不含硝酸酯的RDX基含铝炸药进行了对比，分析了硝酸酯对炸药能量释放特性及金属驱动能力的影响。结果表明，硝酸酯可改善RDX基含铝炸药的铝氧比，改变其反应速率；在反应初期，含硝酸酯的RDX基炸药加速筒壁的速度低于不含硝酸酯的炸药，而在爆炸反应中后期，含硝酸酯的RDX基炸药加速筒壁的速度以及格尼能均高于不含硝酸酯的炸药；含硝酸酯的RDX基含铝炸药的能量释放特性使其适合用于破片战斗部中，可提高其金属驱动能力。

通过溶剂蒸发引发相分离从硝化纤维素/丙酮/乙醇三元体系中制备出硝化纤维素凝胶，采用线性流变学方法考察凝胶对外界刺激(如应变、频率、温度)的响应程度，研究了凝胶的动态流变性能。结果表明，溶剂/非溶剂(丙酮/乙醇)质量比或硝化纤维素含量影响最终硝化纤维素凝胶的形貌，改变溶剂比例与硝化纤维素含量对硝化纤维素凝胶的动态流变性能的影响不同，增加丙酮含量，制备出的硝化纤维素凝胶体积减小，凝胶中硝化纤维素的含量增加，储能模量G′和损耗模量G″增加，临界应变(γc)随凝胶中硝化纤维素含量的增加而减小；当丙酮/乙醇的质量比为2∶3时，增加硝化纤维素含量，G′和G″值会随着凝胶中硝化纤维素含量的增加先增大后减小。所有硝化纤维素凝胶的储能模量G′和损耗模量G″在整个温度扫描中基本不变，表明硝化纤维素分子链间和硝化纤维素/溶剂间的相互作用不会被升温破坏。

通过高能球磨工艺制备了高活性球磨镁/铝合金粉,并制备了两组镁/铝基水反应金属燃料推进剂，用固体推进剂燃速测试系统测定了其燃速。采用氧弹量热仪测定了推进剂的爆热值，并收集推进剂的一次燃烧固相产物，将其放置于水蒸汽高温管式炉中模拟二次燃烧。采用SEM、XRD及化学分析方法表征了水反应金属燃料的一、二次燃烧固相产物。结果表明，高活性球磨镁/铝合金水反应金属燃料推进剂具有更高的燃速和爆热值；二次燃烧产物剩余铝含量更低，二次燃烧产物反应更彻底；高活性球磨镁/铝合金能够改善其水反应金属燃料推进剂的一次燃烧效果，可提高其在二次燃烧中铝的燃烧效率。

为研究含二硝酰胺铵(ADN)推进剂的能量、安全、贮存及燃烧性能，根据最小自由能原理计算了含ADN推进剂的能量特性参数，采用密闭爆发器及靶线法测试其爆热及燃速，并对其吸湿性及感度进行了研究。结果表明，含ADN/Al/HMX、ADN/Al/CL-20、ADN/AlH3/HMX和ADN/AlH3/CL-20推进剂的标准理论比冲分别为2675~2685、2677~2686、2801~2810和2803~2812N·s·kg-1，采用硝酸酯增塑的惰性聚醚黏合剂体系可制备出固化正常、结构致密的含ADN推进剂。随着推进剂配方中ADN含量的增加，推进剂的爆热、吸湿性、燃速和压强指数增大，摩擦感度和撞击撞击提高，密度略有降低。

为了解不同温度条件下粒状发射药动态力学性能的变化，用落锤撞击试验研究了粒状发射药在-60～50℃下的撞击损伤状态及应力曲线的变化。结果表明，在不同温度条件下粒状发射药的落锤撞击损伤状态和应力曲线的变化很大，温度低于-20℃时，发射药可能发生破碎，应力峰值高、作用时间短，温度高于0℃时，发射药发生塑性形变、峰值低、作用时间长。 认为随着温度的逐渐升高，粒状发射药由脆性断裂逐渐改为塑性变形，药粒不易破碎，而低温下的冷脆断裂对发射药在极端低温下的应用不利。

为了研究多孔环切杆状发射药与粒状发射药的燃烧性能差异，采用半密闭爆发器试验研究了多孔杆状发射药的解体燃烧过程，通过密闭爆发器试验和高压30mm模拟火炮试验对比了多孔环切杆状发射药和粒状药的静态燃烧性能和膛内燃烧性能。结果表明，多孔环切杆状发射药的燃烧按平行层燃烧进行，没有出现侵蚀燃烧，燃烧性能稳定，燃烧渐增性比粒状发射药好；用多孔环切杆状发射药时，膛内负压差为-7MPa，示压效率比粒状发射药提高4.93%。

采用气相色谱(GC)法测定了偏二甲肼(UDMH)水溶液中各组分的相对含量，通过静态吸附实验及吸附动力学实验测得UDMH水溶液在3A分子筛上的吸附平衡和动力学，用Langmuir方程和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合。采用Dünwald-Wagner方法解析吸附动力学数据求得有效扩散系数Di′，研究了温度、初始水含量（C0）和分子筛粒径（dp）对Di′的影响。结果表明，在15℃下C0为2.298％、dp为250～420μm时Di′为1.49×10-7cm2/s，并随着温度的升高或水含量的增加而增大，但受分子筛粒径的影响较小。UDMH水溶液在3A分子筛上的吸附动力学参数为：活化能E为3.341×104J/mol，指前因子D0为0.1695cm2/s。