系统概述了二十面体闭笼型硼氢阴离子B₁₂H₁₂^2-及火炸药研究中的相关化合物的制备、热行为、热化学、能量性质；展望了此类多硼氢化合物在此领域中的应用前景。指出未来多硼氢化合物推进剂研究的主要方向为：以理论计算为基础，以多硼氢化合物完全燃烧为目标，设计、合成、筛选出在火炸药体系中高效率释放其固有能量的新的高能和超高能B₁₂H₁₂^2-离子衍生物。附参考文献158篇。

以丙二腈为原料，高收率合成了5-（3-氨基呋咱-4-基）-1-羟基四唑（1）的胍盐（2）、二氨基胍（3）以及联胍盐（4）。采用红外光谱、核磁共振、元素分析、热分析等对其结构进行了表征；培养了2和3的单晶，并采用X射线单晶衍射测试了其晶体结构；通过落锤法和摩擦感度仪测试了3种胍盐的撞击感度和摩擦感度；采用DSC研究了3种胍盐的热分解过程。结果表明，3种胍盐的撞击感度均大于24J，摩擦感度均大于360N，分解点介于266~277℃，显示出良好的热稳定性。

使用Gaussian03软件，采用密度泛函理论（DFT）在B3LPY/6-31++G（d，p）计算精度下，计算并研究了9个具有不同官能团以及母环结构的氮杂双环硝胺类含能化合物的分子结构，分析了其结构与性能的关系，优化了几何构型，通过计算得到了分子体积、能量等；以此为基础计算了该系列材料的密度、爆轰性能以及感度等数据。通过比较分子结构，从密度、生成热、爆轰性能以及撞击感度等方面，研究了不同官能团以及环系结构对该类含能材料性能的影响；通过对比得到了对双环硝胺化合物有利的官能团及结构。结果表明，双环硝胺结构有利于稳定结构以及形成紧凑的空间排布，并提高化合物的撞击感度及密度；同时，羰基的引入以及接近零氧平衡是提高该类含能材料爆炸性能的技术途径。

以六水氯化钴、氢氧化钠及氨水为原料，在室温且不使用表面活性剂的条件下制备了纳米花状α-Co（OH）₂球形颗粒；用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FT-IR）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）表征了α-Co（OH）₂纳米花的组分、结构和形貌，用差示扫描量热仪（DSC）研究了α-Co（OH）₂纳米花对高氯酸铵（AP）热分解性能的影响。结果表明，α-Co（OH）₂为球形颗粒，粒径大小均一，是由纳米片组成的花状结构，纳米花的直径为300~400 nm；当α-Co（OH）₂纳米花质量分数为3%时，AP的分解温度为281℃，与纯AP相比提前了158℃，放热量达1 502 J/g，表明α-Co（OH）₂纳米花对AP的热分解具有优异的催化作用。

采用DSC及DSC/TG-FTIR-MS联用技术研究了纳米基燃料空气炸药（FAE）中主要组分硝酸异丙酯（IPN）、高密度烃（HLF）、纳米铝粉在无氧条件和密封环境下的热行为。比较了纳米铝粉对FAE中主要组分热行为的影响。结果表明，FAE主要组分的热分解过程主要分为吸热气化和放热分解两阶段；IPN和HLF是FAE的主要能量来源；IPN的分解产物可以与HLF反应并放出热量。

为了研究流化气体对粉末推进剂点火燃烧性能的提高作用，采用CO₂激光点火器和光纤光谱仪相结合的实验方法，研究了不同气氛条件下Al粉的点火燃烧特性。采用光谱信号拟合测温法计算了Al粉在不同气氛环境中的点火温度。结果表明，常压环境下，粒径1 μm的Al粉在N₂O和空气氛围下的点火延迟时间分别为10 ms和359 ms，从点火成功过渡到全面燃烧的时间分别为829 ms和1 579 ms，说明Al粉在N₂O环境中点火阶段的表面异相反应速率与燃烧阶段的反应速率均快于在空气中；粉径1 μm的Al粉在N₂O和空气环境下的点火温度分别为1 550~1 650 K和1 450~1 500 K，两者相近，但都明显低于毫米级Al粉的点火温度（2 300 K），说明Al粉的点火温度受粒径影响较大。

以4，5-二氰基咪唑为起始原料，通过羟胺氰基加成、重氮化取代、水解脱氯化氢等反应自主设计、合成了新型含能化合物4，5-二氧代氰基咪唑盐酸盐，总收率为58.2%；利用红外、核磁和元素分析等方法对目标化合物和中间体进行了结构表征；培养了中间体4，5-二氯肟基咪唑盐酸盐的单晶，用SHELXTL程序解析计算单晶的X射线衍射数据得到晶体的结构参数；利用DSC法分析了4，5-二氧代氰基咪唑盐酸盐的热分解性能。结果表明，4，5-二氯肟基咪唑盐酸盐晶体属于斜方晶系、Pna2（1）空间群，相对分子质量为259.47，密度为1.699 g/cm³；4，5-二氧代氰基咪唑盐酸盐热分解温度始于140.23℃，经162.73℃和177.73℃两个分解放热峰，直至208.48℃分解放热结束，说明其结构比较稳定。

为了掌握新型复合油相制备的乳化炸药的热分解特性，利用TG-DTG技术测试了其制备的乳化炸药基质在氮气气氛中的热分解过程，用Kissinger法和Ozawa法进行动力学分析，求解相关动力学参数。通过模型拟合法推测其热分解机理，并用非模型拟合法进行验证。结果表明，新型复合油相制备的乳化炸药基质分解率为15%~95%时，其热分解平均活化能（E）和指前因子lg（A/s^-1）分别为142.12 kJ/mol和13.26，热稳定性高于复合蜡制备的乳化炸药基质，热分解过程符合三维（3D）扩散控制机理（n=2）。

为了降低爆轰产物及爆轰参数的求解难度，通过对质量守恒方程的基本可行解进行线性组合，得到了爆轰产物的平衡组成，并在此基础上进一步获得了爆轰参数。其主要实现方法为：由最小自由能原理对基本可行解进行筛选，然后根据最大放热原则确定初始解，并在最小自由能原则的引导下，由初始解和基本可行解的线性组合获得爆轰产物的平衡组成，以上操作步骤均由自编程序完成。应用支持向量机（SVM）线性模型对BKW状态方程参数进行了调整，并详细介绍了其主要步骤。使用此方法预测了PETN、CL-20和含铝炸药的爆轰产物及爆轰参数，经参数调整后，发现预测结果与实验值吻合良好；通过与单质炸药爆轰实验数据对比，发现调整BKW状态方程参数时，应当尽可能使用爆轰产物中气体含量相近的含能材料对SVM模型进行训练；若预测含铝炸药，应当使用铝氧比接近待测炸药的样品来训练SVM模型。

通过原位多巴胺（DA）聚合法在铝粉表面包覆聚多巴胺（PDA），制备了Al@PDA复合颗粒；采用SEM表征不同DA质量浓度下Al@PDA的表面形貌。用XRD测试铝粉包覆前后的晶型；采用XPS分析Al@PDA的表面元素组成；通过沉降法研究了铝粉和Al@PDA在HTPB中的分散稳定性；通过制备固化胶并切片取样观察固体颗粒在HTPB中的分散情况。结果表明，当DA质量浓度为3.5 g/L时对铝粉的包覆效果最好，在铝粉表面形成牢固的PDA薄膜；包覆前后Al的晶型没有改变；XPS在Al@PDA表面检测到的C-OH、C=O组分和π-π共轭结构证实了PDA包覆层的存在。沉降24 h后Al-HTPB体系出现分层，而Al@PDA-HTPB体系仍然颜色均一，表明Al@PDA在HTPB中的分散稳定性明显优于原料铝粉。

为了对RDX/Al/AP/HTPB炸药的有效成分进行分离回收，研究了以超声空化-表面活性剂水溶法提取RDX/Al/AP/HTPB炸药中高氯酸铵（AP）的分离工艺，探讨了各工艺参数对AP提取率的影响。结果表明，表面活性剂浓度、提取时间和超声频率是影响AP提取率的主要因素，表面活性剂种类为次要因素，料液质量比和提取次数对AP提取率的影响很小。最佳工艺条件为：室温，提取时间40min，料液质量比1：3，提取次数1次，超声功率3.0kW，表面活性剂为吐温80（质量分数2.0%）。

通过溶剂挥发法制备了DNAN和TNT晶体；利用纳米压痕技术研究了DNAN和TNT晶体的微观力学性能（硬度和弹性模量）；通过原位扫描探针成像技术（SPM）研究了DNAN和TNT晶体的压痕形貌随时间的变化差异。结果表明，DNAN晶体的平均硬度和弹性模量分别为7.82 GPa和0.22 GPa，TNT晶体的平均硬度和弹性模量分别为12.19 GPa和0.48 GPa，表明TNT抵抗变形的能力优于DNAN；随着压痕深度由118 nm增至856 nm，DNAN的硬度从0.61 GPa降至0.22 GPa；随着压痕深度由27 nm增至481 nm，TNT的硬度从2.9 GPa降至0.48 GPa，表明DNAN和TNT均存在尺寸效应。随着时间由0增至50.4 min，DNAN的压痕深度由-270.99 nm减至-44.28 nm，TNT的压痕深度由-415.12 nm减至-369.21 nm，表明DNAN晶体比TNT晶体具有更明显的慢回弹性， DNAN具有更强的冲击能量吸收能力。

以开口多壁碳纳米管（SMWNTs）为原料，六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）为填料，采用超声吸入法制备CL-20/SMWNTs纳米复合含能材料；利用TEM、DSC-TG、XRD对样品进行表征，并对其进行激光点火试验。结果表明，CL-20晶粒填充到SMWNTs内部，填充部位在SMWNTs的端口，呈颗粒状排列。与纯CL-20相比， CL-20/SMWNTs纳米复合含能材料的起始分解温度由原来的239.6℃降至229.6℃，分解峰温也由原来的221.4℃降至173.6℃。CL-20/SMWNTs纳米复合含能材料光敏感性强，激光能量50W时可将其点燃。

在DDT管中采用惰性模拟材料研究电点火头和黑火药产生的初始压力对惰性模拟材料点火端面的影响；采用高速摄像机记录了DDT管内HMX基压装PBX炸药的燃烧发光过程；分析了压装PBX炸药DDT管实验初始反应演化过程。结果表明，电点火头和黑火药产生的初始压力会引起邻近脆性炸药端面裂纹形成和局部破坏，炸药燃烧的火焰沿炸药基体裂纹和炸药与管壁之间的缝隙中传播，压装PBX炸药初始反应演化与缝隙对流燃烧过程密切相关。

为了得到特性更好的线性聚能射流，设计了一种截顶线性药型罩加矩形辅助药型罩的新型装药结构，利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元程序对6组新型装药结构及传统装药结构进行了模拟计算，分析了矩形辅助药型罩宽度和截顶间隙长度对线性射流特性的影响。结果表明，该新型结构形成的线性射流的头部最大速度总体较传统线性聚能射流高，形成的线性射流形态更细更长，并且杵体相对较少，药型罩质量利用率较高。在6组方案中，矩形辅助药型罩宽度为1.0cm、截顶间隙为0.4cm时，该结构形成的线性聚能射流头部速度最大，为3.58km/s，连续性较好，有效宽度最大。

采用加速老化试验方法，研究了新型云爆剂在高温加速老化条件下的老化行为，并对其使用寿命进行预估。结果表明，随老化时间的增加，新型云爆剂密度均匀性明显降低，而交联密度值呈现先减小后增大再减小的趋势，且老化温度越高，交联密度峰值越大。在55、65、75和85℃老化温度下，样品交联密度的最大值分别为3.084 3×10^-5、3.093 2×10^-5、3.196 4×10^-5、3.288 1×10^-5 mol/mL。以铝粉活性降低8%作为新型云爆剂的失效判据进行寿命预估时，推算新型云爆剂在25℃下的使用寿命大于14年。

为研究黏结剂对可燃传火管性能的影响，分别采用惰性黏结剂、含能黏结剂、惰性/含能混合黏结剂和惰性黏结剂/RDX混合物，以卷制工艺制备了4种可燃传火管，测试了其力学性能和定容燃烧性能。结果表明，与制式可燃传火管相比，全部采用含能黏结剂可使可燃传火管的定容燃烧灰分降低69.0%，但拔断力、压缩力和耐压强度分别下降了52%、68%和60%；采用惰性黏结剂/RDX（质量比90：10）混合物时，可燃传火管的力学性能基本不变，定容燃烧灰分降低12.2%；采用惰性/含能混合黏结剂（质量比为50：50）时，可燃传火管的燃速和燃烧完全性得到改善，力学性能下降幅度较小。

通过分析金属柱壳在内部炸药滑移爆轰作用下的动力学响应，建立了爆轰产物压力与壳体径向膨胀位移、材料动态屈服强度之间的关系式。基于Taylor假定确定了壳体完全破裂时爆轰产物压力的阈值。以两种具有相近格尼系数的RDX基含铝炸药为例，对该模型的适用性进行了验证。结果表明，相同壳体下，与无硝酸酯的RDX基含铝炸药相比，含硝酸酯的RDX基含铝炸药的驱动能量利用率具有明显优势。当壳体材料动态屈服强度从0.2 GPa增至0.8 GPa时，其有效作功能的相对增量约从7.5%迅速增大至15.2%，符合战斗部实际应用中的趋势，表明该分析模型可用于非理想炸药驱动作功性能的综合评价。

为了解决现有球形发射药制备中存在的溶剂用量大、粒径不均一的问题，以双基吸收药为原料，采用剪切搓圆法制备大颗粒球形发射药。研究了溶棉质量比、搓丸刀间距、丸条直径对球形药质量的影响，采用密闭爆发器试验对成型、干燥后的样品进行了定容燃烧性能测试。结果表明，当溶棉质量比为0.4：1.0、搓刀间距为0.4 mm、丸条直径为3.8 mm时，可得到粒径均一的球形颗粒，烘干后球形颗粒伸长度为1.033，颗粒密度可达1.680 g/cm³，堆积密度可达0.945 g/cm³，与内溶法制备的球形药的密度相当，密闭爆发器实验所得曲线表明制备的球形颗粒燃烧过程稳定，呈减面性。

为研究钾盐对发射药静态燃烧烟焰性能的影响，以含钾盐的发射药样品为对象，采用单幅放大彩色摄影法、微热电偶测温法以及双光路透射率系统，研究了硫酸钾（K₂SO₄）、硝酸钾（KNO₃）、新型有机钾盐（DK、HK、LK、JK和PK）等对发射药燃烧时的火焰形貌、火焰峰温、烟雾可见光透光率的影响。结果表明，无机钾盐K₂SO₄对发射药静态燃烧火焰大小和峰温的抑制效果最好，但会使发射药静态燃烧时的烟雾可见光透过率大大降低；高氧含量的新型有机钾盐DK、HK及LK对发射药静态燃烧火焰大小和峰温有较好的抑制效果，并且含新型有机钾盐的发射药静态燃烧时的烟雾可见光透过率较高，3种含高氧含量钾盐（LK、DK和HK）的发射药的烟雾可见光透过率均大于50%；钾盐的粒径从104 μm减小到5 μm时，消焰效果得到提高，但烟雾可见光透过率的变化规律并不一致。