从推进剂的主要组分（氧化剂、黏合剂、增塑剂、金属颗粒、固化剂和键合剂）出发，综述了分子动力学模拟方法在固体推进剂研究中的应用，总结了分子动力学方法对推进剂组分的微观结构、热分解和力学性能等特性的模拟。指出分子动力学方法可预测固体推进剂中单一组分的宏观性能；初步对推进剂开展了固化和热分解反应动力学研究，可从分子层面了解其固化以及热分解机理；对推进剂的配方及其组分性质做出较好的预测，减少实验成本。建议未来分子动力学方法在固体推进剂中应用的重点研究方向为推进剂多组分配方体系的物理化学性能、推进剂固化和热分解反应动力学，同时也要进一步提高模拟计算的精度。附参考文献77篇。

以1，3-二甲基脲为原料，经硝化、水解、缩合等反应合成了2，4-二硝基-2，4-二氮杂戊烷（DNDA5）。采用红外光谱、核磁共振及元素分析对其结构进行了表征；利用DSC研究了其热分解特性及与火炸药常用组分的相容性；同时优化了水解及缩合反应条件。结果表明，确定的较佳水解反应条件为：硫酸水溶液质量分数20%，反应温度93~95℃，反应时间30 min；较佳缩合反应条件为：甲硝胺和多聚甲醛摩尔比为1.0：0.5，反应温度23~25℃，反应时间30 min，总收率为64.1%。升温速率10℃/min时，DNDA5的熔点为50.2℃，热分解峰温为271.1℃，热安定性较好；DNDA5与RDX和NC的相容性较好，与HMX、NQ和GAP的相容性略差，与CL-20和FOX-7的相容性较差。

以3，4-二氨基呋咱（DAF）为原料，在NaHCO₃溶液缓冲体系中，经过次氯酸钠（NaOCl）氧化制得3，3’-二氨基-4，4’-偶氮呋咱（DAAF）；通过IR、NMR和MS对其结构进行了表征；采用HPLC（面积归一化法）测定了产品纯度并定性、定量分析了产品中所含杂质，探索了DAAF的提纯方法；考查了温度、DAF与NaOCl及碳酸氢钠（NaHCO₃）投料比对收率的影响。结果表明，最佳合成工艺条件为：n（DAF）：n（NaHCO₃）：n（NaOCl）=1.0：4.0：2.5，冰浴条件下，粗品收率均大于97.0%，纯度均大于95.00%；粗品中的杂质经HPLC分析确定为少量原料DAF和副产物3，3’-二氨基-4，4’-氧化偶氮呋咱（DAOAF）；以N，N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，利用锌粉将副产物DAOAF还原为3，3’-二氨基-4，4’-氢化偶氮呋咱（DAHAF），再通入空气将其氧化为主产物DAAF，最终制得高纯DAAF（纯度大于99.60%），回收率大于80.1%。

基于分形理论和热传导理论，分析了含能材料的感度、热传导和分形维数之间的相关性，建立了含能材料的分形热传导模型；为验证模型的正确性，对两种不同粒度硝铵炸药的粒度分形维数和表面分形维数进行了计算，并且通过模型计算了其有效热传导率。结果表明，纳米RDX的轴向有效热传导率（k_t）和径向有效热传导率（k_r）比微米RDX的k_t和k_r分别高0.204和0.059 W/mK；纳米HMX的k_t和k_r比微米RDX的k_t和k_r分别高0.079和0.426 W/mK；表明纳米含能材料比微米含能材料具有更高的有效热传导率，有利于增大热量散失、降低热点温度，从而表现出更低的感度。因此利用分形热传导模型可以评价含能材料的感度。

以1，4-丁二醇为引发剂，三氟化硼·乙醚络合物为催化剂，3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷（NIMMO）为第一单体，烯丙基缩水甘油醚（AGE）为第二单体，采用阳离子开环聚合的方法合成了三嵌段烯基聚NIMMO含能黏合剂，采用红外光谱和核磁共振对产物进行了表征，并以合成的含能黏合剂和四甲基对苯二腈氧化物（TTNO）为原料制备了聚异噁唑啉弹性体，研究了弹性体的力学性能和热性能。结果表明，该含能黏合剂具有较低的黏度（25℃时黏度为4.76 Pa·s），在室温下即可被TTNO固化；R值为2.0时，得到的弹性体室温下拉伸强度为0.60 MPa，升温速率10 K/min时的DSC曲线峰温为216.0℃，有望应用于复合固体推进剂。

为提升固体推进剂中聚氨酯包覆层的耐热性能并降低残渣率，对原有包覆层体系进行了改性研究；用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）改性氧化石墨烯；采用XRD、FT-IR和Raman光谱对改性后的氧化石墨烯（MGO）进行了表征；分析了MGO在3种有机溶剂（正庚烷、乙酸正丁酯和N，N-二甲基甲酰胺）中的分散性；以溶液共混法制备了改性氧化石墨烯（MGO）/聚氨酯复合包覆层材料，并测试了其力学性能、耐烧蚀性能和残渣率。结果表明，经过IPDI改性后，MGO在DMF和乙酸正丁酯中有较好的分散效果；相较于原聚氨酯包覆层材料，MGO质量分数为5%的复合聚氨酯包覆层表现出更好的使用性能，其50%定伸应力提高31.85%，拉伸强度下降5.25%，线烧蚀速率和残渣率分别降低34.10%和17.71%，表明使用性能有明显提高。

以硝酸银和乙炔为原料合成了光敏炸药乙炔银-硝酸银（SASN），分析了反应温度、硝酸银质量浓度和添加剂等对合成工艺的影响，得到了最佳合成工艺条件；用扫描电镜、XRD和DSC分别研究了SASN晶体颗粒、成分和热分解性能，用Kissinger法得到了SASN的热分解反应动力学参数；测试了其撞击感度、摩擦感度、火焰感度和静电火花感度等。结果表明，SASN颗粒形态、大小易受合成条件的影响，主要以长针状晶体为主，晶体长度在10~60 μm之间；最佳合成工艺条件为：硝酸银25 g、去离子水150 mL和硝酸29 mL时，得到SASN的产率较高，为86.1%；在升温速率10℃/min下，SASN的分解峰温为232.9℃，Kissinger法得到的热分解表观活化能为121.0 kJ/mol；其特性落高、火焰感度及静电火花感度分别为23.9 cm、23.9 cm和0.49 J，均比纯叠氮化铅（LA）钝感；其摩擦感度为80%，比纯叠氮化铅敏感。

为改善CL-20/GAP体系的界面性能，提高推进剂的力学性能，将液体丁腈橡胶、增塑液体丁腈橡胶及端羟基液体丁腈橡胶作为键合剂分别加入到推进剂中；采用扫描电镜（SEM）观察了键合剂对CL-20的包覆效果；通过材料拉伸机测试了20℃下键合剂对GAP胶片力学性能的影响，并在-40、20和70℃下测试了键合剂对CL-20/GAP推进剂力学性能的影响；通过动态热机械分析仪（DMA）测试了推进剂的力学损耗因子tgδ，分析了键合剂对体系界面的影响。结果表明，CL-20被完全包裹在键合剂中；20℃下，加入3种键合剂的胶片在拉伸强度基本不变的情况下，断裂延伸率由原来的139.0%分别增至150.7%、147.0%和152.3%，起到了扩链剂的作用；端羟基液体丁腈橡胶的加入有效提高了推进剂的伸长率，-40、20和70℃下的最大伸长率由22.1%、44.8%和52.7%分别增至58.1%、64.9%和80.2%；推进剂在-40℃下的黏附指数由1.67降至1.15，变化趋势与tgδ曲线相符，说明该类键合剂的加入能有效抑制CL-20/GAP体系的界面"脱湿"。

为了研究子弹撞击双层装药的响应特性，设计了一种带空腔的双层装药结构；采用HyperWorks有限元软件计算分析了装置在12.7 mm子弹撞击下的力学响应，验证了试验装置的可行性；采用PBX-3和PBX-9两种炸药进行了枪击试验，测试了试验过程的应变、应力和冲击波超压，分析了试验件在12.7 mm子弹撞击下的响应特性；将试验后回收的炸药样品进行了SEM和XPS测试，获得了回收样品的微观结构及元素变化。结果表明，12.7 mm子弹撞击带空腔的两层装药结构时，PBX-3和PBX-9两种炸药均发生了爆燃反应，能量释放率分别为1.9%和6.3%，PBX-9反应程度高于PBX-3；炸药反应后，壳体应变率达到10⁴ s^-1，所受压力超过600 MPa；PBX-3回收炸药表面出现明显的熔化与反应现象，但没有出现明显的反应增长现象。

采用DNTF基高爆速炸药包裹高爆热含铝炸药的方式制备了一种同轴双元组合装药，通过高速扫描法研究了其爆轰波形特征，并通过圆筒试验，对比了组合装药与单一装药驱动性能的差异。结果表明，由于所用的两种炸药稳态爆速相差1.8 mm/μs，使得内层装药的爆轰波形出现了明显的汇聚效应，提升了其波阵面传播速度，导致其爆轰反应区宽度减小，降低了该组合装药所释放的能量，使得圆筒比动能在产物膨胀初期比两种单一装药的平均值低0.095 kJ/g，在产物膨胀的中后期，仍偏低0.06 kJ/g；但产物压力在相对比容增至1.95后超过了高爆速单一装药，产物相对比容增至3.07时，仅略低于低爆速单一装药。

为研究含能射流冲击加载作用下的能量释放特性，通过建立动态能量采集系统对Fe/Al含能射流冲击靶板产生的能量进行量化采集测试，得到不同配比的Fe/Al含能射流在冲击加载作用下发生化学反应产生的超压-时间曲线，创建了超压差值计算法，对含能射流释放的能量进行了计算，并通过回收反应产物从细观层面分析了Fe/Al含能射流冲击释能机理。结果表明，在纯铝中加入质量分数30%~40%的铁颗粒，射流所释放能量达到21.64 kJ/g，是纯铝射流的2倍；当铁的质量分数超过40%会对射流释能效率起到阻碍作用；铝质量分数在60%~70%范围内可以最大限度地促成铝与铁的氧化反应以及铝热反应，同时抑制放热量低的铝铁金属间化合反应发生。

针对硝化甘油生产过程中硝化酸检测存在安全隐患和检测时间长的问题，采用近红外光谱技术研究了硝化酸的快速检测方法，建立了硫酸、硝酸和硝化甘油组分的定量模型并进行了应用验证，并与化学分析法进行了对比。结果表明，所建模型的交互验证决定系数（R²）分别为0.966 6、0.958 5和0.979 1，交互验证的均方根误差（RMSECV）分别为0.195%、0.329%和0.064%，外部验证的均方根误差（RMSEP）分别为0.271%、0.388%和0.121%。显著性检验（t（H₂SO₄）=0.59，t（HNO₃）=1.64，t（NG）=1.59）表明，在显著水平为0.05时，近红外光谱法与化学分析法无显著差异。每个样品的检测时间统计不超过2 min。表明该方法快速、准确，能够满足硝化甘油在线质量检测和自动化生产的要求。

采用分子动力学计算了不同含氮量NC在NG/HMX共混体系的回转半径、径向分布函数及不同含氮量NC与NG/HMX共混体系的弹性常数；通过拉伸实验测试了不同含氮量NC对CMDB推进剂力学性能的影响。结果表明，NC体系中含氮量的增加，使NC分子链内部的作用力弱化，内旋自由度增大，NC分子链尺寸增大，NC的延展性改善；不同含氮量NC与NG/HMX共混体系的拉伸模量、剪切模量和体积模量与只含有NC的体系相比均有所降低；含氮量11.8%的NC对改善NC/NG体系的弹性常数效果最佳，同时NC含氮量的增加能够强化NC与NG分子间相互作用；在浇铸CMDB推进剂中添加适量的1^#NC和2^#NC能提高浇铸CMDB推进剂在常温（20℃）和高温（50℃）的拉伸强度。

为定量分析温度与多孔发射药物料流动性之间的关系，通过改变挤压工艺参数（发射药物料预热温度、模具预热温度），研究其对发射药成型过程中压力、偏距的影响；通过对几组剪切速率、剪切黏度及温度的数据拟合，选取Bird-Carreau模型作为流变模型；借助Fluent软件对模具及发射药物料进行共轭传热分析，同时进行了一系列的挤压成型实验，得到了发射药物料流道内压力分布和针架的最大变形。模拟结果表明，随着发射药物料加热温度的升高，流场压力逐渐减小，模针的最大变形量减小，变化率为0.009 mm/℃。实验结果表明，流场压力随着发射药物料加热温度的升高而降低，温度差值为5℃时的压力平均变化率为13.5%；发射药的孔偏距也逐渐减小，变化率为0.007 mm/℃，且都与温度呈线性递减趋势。

提出了采用反相高效液相色谱法测定含RDX的叠氮硝胺发射药中RDX、硝化甘油（NG）、1，5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷（DIANP）和中定剂（C₂）4种组分含量的新方法；试样用丙酮溶剂溶解后进行色谱分离，采用Agilent Cl8色谱柱（5 μm，4.6 mm×150 mm），以乙腈和水（体积比为65：35）为流动相，在波长210 nm处进行4种组分含量的测定。结果表明，在优化的色谱条件下，NG在质量浓度0.02~1.38 g/L，RDX在质量浓度0.02~1.11 g/L，DIANP在质量浓度0.02~0.98 g/L，C₂在质量浓度0.002~0.12 g/L时，含量分别与其峰面积呈线性关系；4种化合物的加标回收率在98.4%~100.6%，相对标准偏差RSD在0.53%~1.20%。表明该方法准确可靠，可用于含RDX的叠氮硝胺发射药组分含量的测定。

为研究装填高氯酸铵/端羟基聚丁二烯（AP/HTPB）推进剂的大尺寸火箭发动机的热安全性问题，针对某固体火箭发动机建立了二维轴对称烤燃简化模型，其中AP/HTPB推进剂的快速烤燃过程采用两步总包反应描述；在升温速率为1.45、1.75、1.95、2.25及2.45K/s的工况下，对发动机的快速烤燃行为进行了数值模拟，并与实验数据进行了对比。结果表明，升温速率对着火位置的影响很小，5种升温速率下，AP/HTPB推进剂的最初着火位置均发生在药柱肩部的环形区域内；升温速率k对着火延迟期t_i有较大影响，升温速率为1.45~2.45 K/s时，二者之间存在线性关系，通过最小二乘法拟合出的经验关系式为：t_i=823.964 81-115.474 52k。数值计算得到的着火温度和着火延迟期与试验数据的误差分别为0.6%和1.72%。

分别在51、61、71、81℃下，以发射药装药壳体约束内湿度75%为模拟条件，对由硝基胍、硝化棉、硝化甘油、叠氮硝胺和中定剂为主要成分所组成的新型三基发射药进行了加速老化试验；设置空白对照组以探究中定剂相对含量、抗压强度和燃烧性能随老化时间的变化规律以及湿度对各性能的影响规律；采用MATLAB计算软件、Berthelot方程对不同失效判据下发射药安全贮存寿命进行了预估。结果表明，样品中的中定剂相对含量随老化时间的增加逐渐下降；样品的抗压强度随着老化时间的增加而下降；样品的燃烧渐增性没有随老化时间而变化。分别以中定剂消耗50%和抗压强度降低50%为失效判据，计算得到发射药样品在25℃、壳体约束内湿度为75%条件下的安全贮存寿命分别为8.9年和8.2年。

通过浸渍-钝感工艺制备了含氮量分别为13.0%和13.15%的改性单基发射药样品，采用扫描电镜、密闭爆发器试验和内弹道试验研究了不同含氮量、不同工艺条件对改性单基发射药性能的影响。结果表明，与含氮量13.0%的改性单基发射药相比，含氮量13.15%改性单基发射药的NC更难被NG塑化，端面内孔不易封堵；高氮量改性单基药具有更高的火药力，其燃烧渐增性随NG和钝感剂含量的增加而提高；高氮量改性单基发射药在装药量较少的条件下，弹丸初速比低氮量改性单基发射药提高16.9 m/s，高温（50℃）、常温（20℃）和低温（-40℃）试验中，膛压、初速随温度升高而升高，并且具有低温度系数的特点。

The thermal decomposition behaviors of dihydroxylammonium 3,3'-dinitroamino-4,4'-azoxyfurazanate(HNAF)were studied by using a C-500 type Calvet microcalorimeter at five different heating rates. The kinetic parameters of exothermic decomposition reaction were calculated by the Kissinger and Ozawa methods and then thermodynamic parameters were also determined. The specific heat capacity of dihydroxylammonium 3,3'-dinitroamino- 4,4'-azoxyfurazanate was measured with a Micro-DSCⅢ calorimeter.The results show that the apparent activation energy(E), pre-exponential constant(A), the entropy of activation(ΔS^≠), the enthalpy of activation(ΔH^≠)and the Gibbs free energy of activation(ΔG^≠)are 205.26kJ/mol,1020.32s^-1,140.76J/(mol·K), 201.56kJ/mol and 200.39kJ/mol, respectively. The specific heat capacity equation and the molar specific heat capacity were determined as C_p=-1.560+0.016T-2.263×10^-5T²(J/(g·K))and 446.028J/(mol·K), respectively. The self-accelerating decomposition temperature, adiabatic decomposition temperature rise, critical temperature of thermal explosion and adiabatic time-to-explosion are 444.44K, 2382.89K, 452.86K, 12.46s and 12.54s, respectively.

以3,4-二氨基呋咱为原料,经重氮化-叠氮化、氧化-环化等反应合成了一种新型无氢富氮含能材料5-(4-叠氮呋咱基)-[1,2,3]三唑[4,5-c]并呋咱内盐(AFTF); 采用红外光谱、核磁共振、元素分析等方法表征了目标物的结构; 获得了AFTF的单晶并进行了晶体结构解析; 采用DSC方法研究了AFTF的热稳定性,初步探讨了氧化-环化反应机理; 采用Gaussian 09程序CBS-QB3方法计算了AFTF 的固相生成热,基于晶体密度和固相生成热,利用EXPLO5爆轰软件预估了AFTF的爆轰性能。结果表明,化合物AFTF晶体为正交晶系,空间群为P2(1)2(1)2(1),晶胞参数为:a = 8.1782(17)Å,b = 8.6446(18)Å,c = 11.521(2)Å,V = 814.5(3)ų,Z = 4,μ = 0.151mm^-1,F(000)= 440; AFTF的熔点为101.02℃,热分解温度为186.39℃; AFTF晶体密度为1.795g/cm³(296K),氮含量为63.6%,理论爆速为8.982km/s,爆压为33.5GPa,生成热为1178.9kJ/mol,爆热为6450.8kJ/kg,表明AFTF是一种爆轰性能优良的无氢富氮高能量密度化合物,有望应用于高能推进剂或气体发生剂领域; 低熔点特性有望使其作为熔铸炸药载体使用。

为了研究适合二硝酰胺盐重结晶的溶剂,采用平衡法中的紫外分光光度法测试了3种二硝酰胺盐——脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)、二硝酰胺钾(KDN)和二硝酰胺铵(ADN)在不同溶剂中的溶解度; 采用Apelblat方程与理想溶液模型拟合了溶解度数据; 计算了二硝酰胺盐在不同溶剂中溶解时的热力学函数。结果表明,FOX-12在水中、KDN在乙醇水溶液中溶解度随温度变化明显,故水和乙醇水溶液可以分别作为FOX-12与KDN重结晶的溶剂; 以乙醇作为溶剂时,由于存在氢键,故常温下ADN的溶解度大于10g,而常温下FOX-12与KDN的溶解度小于1g; Apelblat方程的拟合度(R²)达到0.990以上,平均相对偏差(ARD)小于2%,表明Apelblat方程可以很好地关联溶解度数据。3种二硝酰胺盐在水、乙醇、异丙醇、乙醇水溶液、正丁醇中的溶解焓变和吉布斯自由能均为正值,表明溶解过程均为非自发的吸热过程。

为了研究真空安定性法对新型高能量密度化合物的适用性,采用NBK型“拉瓦”量气测试系统研究了4种新型高能量密度化合物CL-20、ADN、TNAZ、DNTF及典型一代、二代含能材料NC+NG(质量比50:50)及RDX在恒温条件下的受热全分解过程,计算得到了其全分解放气量分别为653.53～662.38、613.80～619.82 、624.04～636.23、601.52～629.82、594.52～617.25、和556.74～569.22mL/g,真空安定性判据2mL对应的反应深度都不超过0.4%,所对应的安全系数均大于2.5。通过对典型一代、二代含能材料及新型高能量密度化合物全分解过程的机理函数及动力学参数分析,由时温等效关系推算新型高能量密度化合物在100℃放气量达到判据2mL的时间分别为7341～8967、2091～2808、438～664 和 3955～3997h,所得结果均远大于真空安定性法规定的测试时长48h。典型一代、二代含能材料NC+NG(质量比50:50)及RDX在100℃受热分解放气量达到判据2mL的时间分别为5191～6316h和111～241h。通过对比验证,证明几种新型高能量密度化合物可以沿用真空安定性试验2mL判据。