综述了近年来国内外关于唑、嗪和呋咱类富氮化合物热行为的研究进展，分析总结了热行为研究的方法，得出了化合物结构和取代基团对化合物热稳定性的影响规律。研究表明，富氮化合物热稳定顺序为：呋咱类> 嗪类> 唑类；三唑> 四唑> 五唑；三嗪> 四嗪，这是由于含碳量、骨架张力和共平面等因素引起的。引入硝基、偶氮键、氰基和叠氮基等含氮基团会降低热稳定性，这是由于取代基团的吸电子效应引起的。富氮环之间的共轭效应可以有效增强分子化合物的热稳定性。指出将热分析与理论计算及气相色谱结合来推断反应机理是未来相关研究的一个方向。

综述了α-多硝甲基氧化偶氮基团的构建方法，重点介绍了以伯胺和2，2-二甲基-5-硝基-5-亚硝基-1，3-二氧环己烷为原料，经过氧化偶联、水解、脱羟甲基、硝化等步骤合成该类含能基团的研究现状。根据文献及理论计算数据，对比分析了3，3’-双（α-二硝甲基氧化偶氮基）-4，4’-氧化偶氮呋咱、3，3’-双（α-三硝甲基氧化偶氮基）-4，4’-氧化偶氮呋咱等8种已报道的典型化合物的物化性能和爆轰性能。指出α-多硝甲基氧化偶氮基团是合成高能量密度化合物理想的结构单元，将其引入现有的氮杂含能母体结构，有望设计合成出性能优异的新型含能化合物。

为评估壳体约束强度对温压炸药爆炸性能的影响，对不同壳体约束强度下的固体温压炸药进行野外静爆试验，用AUTODYN软件对该过程进行数值模拟，并与试验结果进行对比。结果表明，相同装药条件下，裸装药爆炸冲击波参数值、冲击波衰减速率和后燃峰压力值大于带壳装药；铝壳体装药爆炸冲击波参数值、冲击波衰减速率和后燃峰压力值较钢壳体装药高；数值模拟得到的冲击波曲线形态、峰值及冲量与试验结果吻合较好，且裸装药爆炸冲击波的后燃峰到达时间较带壳装药早，铝壳体装药爆炸冲击波的后燃峰到达时间较钢壳体早；初始冲击波超压值受壳厚影响较大，壳体的存在使冲击波的传播滞后。

为了研发新型高能量密度化合物，设计了一种笼型奥克托金—2，4，6，8-四硝基-2，4，6，8-四氮杂三环[3.3.0.0^3，7]辛烷（cage-HMX）。基于密度泛函理论（DFT）的B3LYP方法，在6-31G * * 基组水平上，研究了cage-HMX-I~cage-HMX-IV的几何构型、张力能、静电势分布、密度、生成焓、氧平衡、爆速、爆压、单元比冲以及撞击感度。结果表明，cage-HMX-I是4种构型中较为稳定的构型；cage-HMX的张力能大于CL-20；与HMX相比，cage-HMX具有较高的密度（1.92~1.93 g/cm³）、爆速（9.341~9.478 km/s）、爆压（40.97~42.30 GPa）、单元比冲（277.1~281.4 s）和撞击感度（4.3~5.0 J），是一种潜在的高能量密度材料。

为了研究黑梯炸药配方对其力学性能与感度的影响，用Materials Studio软件建立了黑梯炸药的晶胞模型。采用分子动力学方法，计算了不同配方的黑梯炸药的力学性能、引发键键长分布、键连双原子作用能与内聚能密度，并对其变化情况并进行了比较。结果表明，在黑梯炸药中，随着RDX的质量分数从30%增加到80%，黑梯炸药的力学性能参数在一定范围内波动，其中拉伸模量变化范围为1.772 3~2.825 1 GPa，剪切模量变化范围为0.636 6~1.042 8 GPa，体积模量变化范围为2.734 1~3.747 9 GPa，柯西压变化范围为1.203 2~2.181 6 GPa，泊松比变化范围为0.354 6~0.397 0，而最大键长从0.155 4 nm增至0.162 6 nm，键连双原子作用能从167.6 kJ/mol减至152.3 kJ/mol，内聚能密度从0.899 kJ/cm³减至0.678 kJ/cm³，表明炸药的感度增大。

为探索负载型多金属氧酸盐类复合催化剂光催化降解炸药废水的催化活性及降解机理，采用溶胶-凝胶-溶剂热的路径，制备了3种负载型多金属氧酸盐类复合催化剂H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂、H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂（P123）和SO₄^2--H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂（P123）。以炸药废水中典型有机污染物二硝基甲苯（DNT）为目标化合物，考察了所制备的复合催化剂在光催化降解DNT废水方面的催化活性，并对不同催化剂之间光催化活性的差异进行了合理的解释，分析了催化剂的结构与其光催化性能之间的关系。采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对废水中反应物和产物的种类进行了鉴定和分析，对光催化氧化法降解DNT废水的降解机理和矿化程度进行了研究。结果表明，以SO₄^2--H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂（P123）为催化剂，光照4 h后，DNT废水降解率达98.73%。光催化降解DNT废水过程中，发生了甲基氧化、脱硝基、脱羧基等反应，降解过程中的中间产物主要包括对硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、1，3-二硝基苯、2，4-二叔丁基苯酚、2，4-二硝基苯甲醛。光催化降解4 h后，除极少量3，4-DNT外，其余硝基苯类化合物均完全降解。

以聚乙二醇（PEG）为模板制备了纳米氧化铜。以一种高分子材料为包覆材料自组装制备了纳米铝/氧化铜（Al/CuO）复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）等对材料的结构形貌进行了表征。利用热重分析法（TG）和差示扫描量热法（DSC）对比研究了自组装法（含包覆材料）与超声共混法（不含包覆材料）制得样品的热性能。研究了不同Al与CuO摩尔比下Al/CuO复合材料的放热量。结果表明，纳米铝与CuO发生铝热反应的放热峰约为576.4℃，放热量达1 093 J/g。含有包覆材料的复合材料比不含包覆材料的复合材料具有更大的放热量。在纳米铝与CuO摩尔比为 1.0∶1.2 时铝热反应放热量最大，可达1 093 J/g。

为治理某地受TNT红水污染的土壤，采用热分解法处理被污染的土壤，研究了热分解温度、热分解时间、污染土壤样品的质量对处理效果的影响。结果表明，当温度达到300℃以上时，土壤中残余的有机物耗氧量随着热分解温度的增加而降低，且污染土壤样品的洗涤水颜色随着温度的升高越来越浅；土壤中残余有机物的耗氧量随着热分解时间的延长而降低、随土壤质量的增加而升高。确定的最佳工艺条件是：热分解温度为500℃、热分解时间为10 min、污染土壤的样品质量为30 g，此工艺下土壤中残余的有机物耗氧量从原始污染土壤的15.75 mg/g降至0.164 2 mg/g，去除率为98.96%。GC-MS 检测结果表明，热分解法对处理TNT红水污染土壤中的污染物具有明显的去除效果。

为了研究燃料空气炸药中固相组分（铝粉）与液相组分（IPN和烃类燃料MC10）的反应特性，用高压DSC测试铝粉与IPN及MC10在氮气气氛中的分解过程。结果表明，在IPN分解之前存在MC10的氧化过程。与纯MC10液体相比，MC10在IPN存在条件下氧化过程更明显，氧化温度更低，同时铝粉能够改变MC10的高温分解过程。Al/IPN/MC10三组分共存体系在高温条件下具有更稳定的状态，有利于提高燃料空气炸药的性能。

针对一种新的TATB基钝感炸药（Tx），应用组合式电磁粒子速度计（EMV）测试技术，测量了炸药直接加载、增加有机玻璃隔板以及炸药驱动飞片3种加载状态下炸药内部的粒子速度历程和冲击波轨迹。根据测试结果，分析了不同加载压力下炸药的冲击响应过程。结果表明，炸药直接加载时，加载压力最高，Tx钝感炸药很快达到爆轰状态，到爆轰距离约为1.5 mm；在增加有机玻璃隔板、加载压力为14.2 GPa时，与直接加载时炸药粒子速度一致，Tx钝感炸药的到爆轰距离明显增加，约为5 mm；在炸药驱动飞片、加载压力为9.5 GPa时，Tx钝感炸药的粒子速度逐渐降低，存在一定钝化现象，到爆轰距离达到20 mm以上。

基于聚黑（JH）-14C传爆药的小隔板试验方法及结果，建立了小隔板试验有限元模型并进行了模拟计算，确定了密度为1.65 g/cm³时JH-14C的Lee-Tarver参数。以RDX-8701为主发药柱，对实际装药条件下JH-14C的传爆装置进行了冲击起爆实验，得到了钢鉴定块的凹坑深度。根据小隔板试验确定的JH-14C传爆药Lee-Tarver参数，建立了全尺寸的冲击起爆实验有限元模型，并对比分析了模拟结果与实验结果，通过改变导爆药柱顶部的钢隔板厚度，确定了JH-14C的传爆装置发生冲击起爆的临界钢隔板厚度。结果表明，冲击起爆实验中钢鉴定块的凹坑深度约为2.1 mm，模拟计算结果与实验结果基本吻合；JH-14C的传爆装置冲击起爆的临界钢隔板厚度在4~5 mm。

基于分离式霍普金森压杆（SHPB）围压加载下的试样受力模型，考虑试样与套筒间的摩擦效应，建立了动态力学性能参量（动态泊松比及动态杨氏模量）的修正方法，并以某浇注PBX炸药为例，分别以常规方法和修正方法计算了4种试样的动态力学性能，并进行了对比。结果表明，对于实验所用的浇注PBX炸药，在应变率300~2 000s^-1内，修正方法与常规方法所获得的动态参量误差不超过5%，可以忽略摩擦效应对此PBX炸药动态参量的影响。

为研究有机氟化物（OF）对含铝HTPB固体推进剂燃烧性能的影响，采用球磨法制备了纳米和微米铝/有机氟化物复合物（nmAl/OF和μmAl/OF），将其作为复合添加剂替代微米铝粉加入HTPB推进剂中，并考察其对推进剂燃烧性能的影响。采用SEM、TEM、粒度分析等对nmAl/OF和μmAl/OF复合物及推进剂凝聚相燃烧产物进行了表征。结果表明，nmAl/OF和μmAl/OF复合物有不同的结合状态；添加OF、nmAl/OF和μmAl/OF后，推进剂的爆热值下降约2%；添加nmAl/OF的推进剂配方燃速最低，在3MPa时仅为6.28 mm/s，添加OF和μmAl/OF体系的推进剂燃速压强指数相比于原配方降低约20%；添加nmAl/OF的推进剂配方凝聚相燃烧产物粒度（D₅₀）比原配方降低约47%。

采用DSC研究了不同形貌的铅盐催化剂CH-I和CH-II对AP热分解行为的影响，获得了其热分解反应的动力学参数，并考察了催化剂对GAP少烟推进剂燃烧性能的影响。结果表明，铅盐催化剂能够降低AP的低温分解反应活化能，提高高温分解反应速率。在GAP少烟推进剂中，加入铅盐催化剂CH-I和CH-II，能够显著提高其高压下的燃速，15~25MPa内的压强指数分别由不加催化剂时的0.46降至0.35和0.34。AP的热分解行为与GAP少烟推进剂燃烧紧密相关。AP热分解反应的加快是推进剂燃速提升的主要原因，催化剂的催化活性与其形貌和粒度有关。催化剂CH-II的催化效果优于催化剂CH-I。

利用自行设计的烤燃实验装置，对HTPE推进剂小尺寸烤燃试样分别进行了升温速率为1、2℃/min的烤燃实验，以此为基础，建立了小尺寸烤燃试样和固体火箭发动机的三维计算模型，利用Fluent软件分别对两者不同升温速率下的烤燃行为进行了数值模拟计算，研究了小尺寸烤燃试样与固体火箭发动机的装药尺寸及结构差异对HTPE推进剂烤燃响应特性的影响。结果表明，HTPE推进剂的烤燃响应时间、响应温度随升温速率的变化趋势与装药尺寸及结构无关，但响应时间和响应温度的绝对值与装药尺寸及结构均有很大关系，升温速率为3.3℃/h（0.055℃/min）时，小尺寸烤燃试样的响应时间为40.3 h，响应温度为158℃，而固体火箭发动机响应时间为28.83 h，响应温度为120.13℃。推进剂装药尺寸及结构对烤燃点火位置有明显影响，进而影响到烤燃速度范畴的区分，小尺寸烤燃试样慢烤升温速率不大于2℃/min，而固体火箭发动机慢烤升温速率为小于0.5℃/min。因此，对快速、慢速烤燃的严格划分，必须结合装药尺寸、装药结构及推进剂种类等因素进行。升温速率对固体火箭发动机存在热积累临界位置效应，本研究条件下影响热积累临界位置的升温速率为0.5℃/min。

为了改善硝基胍发射药的低温力学性能和燃烧稳定性，使用硅烷偶联剂（KH550）对硝基胍进行表面包覆处理，制备了KH550改性后的硝基胍发射药。采用扫描电镜、红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了硝基胍被KH550包覆后的物理化学性质。采用简支梁抗冲击试验机、万能材料试验机及密闭爆发器试验测试了改性前后硝基胍发射药的常温与低温力学性能及燃烧性能。结果表明，KH550可以通过化学作用包覆在硝基胍表面，且在发射药的黏结体系中未出现团聚现象；包覆后的硝基胍热分解性能稳定，KH550的加入对硝基胍发射药的热分解性能影响不大；与原硝基胍发射药相比，改性硝基胍发射药在低温（-40℃）环境下的抗冲击强度、抗压缩强度和抗拉伸强度分别提高了34.22%、3.71%和11.5%。且改性硝基胍发射药低温（-40℃）的燃烧相对陡度降低，燃烧更加稳定。

为缩短叠氮硝胺吸收药组分定量分析时间，采用压延烘干法制备了样品，并与过筛烘干法制备的样品进行了比较。用液相色谱法、卡尔·费休法分别检测了两种样品的组分含量和水分含量。结果表明，压延烘干法制备样品共需要1.2 h，明显少于过筛烘干法的4.5 h。压延烘干法制得的样品均匀性更好，使得取样量可以由过筛烘干法的2 g减少到0.2 g，配制试样溶液时所需的溶剂体积减少了90%。压延烘干后的样品含水质量分数为0.06%~0.12%，低于过筛烘干法制备的样品。表明用压延烘干法制备样品，可以减少样品组分定量分析的总时间，并且可以减少废溶剂量。

为了研究DAGQ发射药在膛内的燃烧性能，以经典内弹道理论为基础，建立了发射药膛内燃烧测试系统和处理方法，通过密闭爆发器燃烧试验和微波干涉法发射药膛内动态燃烧性能试验，研究了DAGQ发射药的静动态燃烧规律及不同温度下的动态燃烧特性。结果表明，所建立的试验系统和处理方法，能够很好地获得弹丸在膛内的运动过程。DAGQ发射药的静动态燃速都存在转折现象，静态燃速在转折点前压力指数大于1，转折点后压力指数都远小于1，动态燃速压力指数基本都小于1。在膛内燃烧过程中，由于高速气流对发射药的燃面冲刷，使得膛内的动态燃速要大于密闭爆发器内的静态燃速，并且随着膛内压力的增大，燃速相差越来越大。

为研究多羟基聚醚改善硝胺发射药抗冲击性能的效果，以一种硝胺发射药（RP5）药片为原料，分别采用不同数均相对分子质量的多羟基聚醚为增韧剂，制备了不同增韧剂含量的硝胺发射药管状试样。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。讨论了在低温（-40℃）、常温（20℃）、高温（50℃）下，不同类型、不同含量聚醚对高能硝胺发射药抗冲击性能的影响。结果表明，轴向方向上，加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为2 118、质量分数为3%时，对硝胺发射药试样的低温增韧效果较优；径向方向上，加入多羟基聚醚的数均相对分子质量为5 618、质量分数为3%时，多羟基聚醚能使试样的径向低温抗冲击性能提升约50%。