介绍了原子层沉积技术的原理和特点，并对比传统物理及化学气相沉积薄膜制备工艺，总结了原子层沉积技术在含能材料合成及表面修饰改性方面所具有的薄膜厚度精确可控、工作温度低和大面积及三维均匀性方面的优势。综述了原子层沉积技术在亚稳态分子间复合物合成，降低金属粉和炸药感度，以及提高铝粉、氢化铝和ADN稳定性等方面的研究进展。评述了原子层沉积技术在含能材料精确合成及表面修饰中的主要作用及未来发展方向。附参考文献29篇。

合成了两种四嗪衍生物6-（3，5-二甲基-1H-吡唑）-1，2，4，5-四嗪-3-酮（DPTzO）及其胍盐（G·DPTzO），采用红外光谱（FT-IR）、元素分析（EA）、核磁共振（NMR）和X-射线单晶衍射对结构进行表征；利用差示扫描量热法（DSC）和热重法（TG-DTG）分析两种化合物的热分解行为；根据不同升温速率下的DSC曲线用Kissinger和Ozawa法计算热分解动力学参数。结果表明，DPTzO晶体属于正交晶系，Pna2₁空间群，晶胞参数为：a=1.224 7（2）nm，b=1.310 9（3）nm，c=0.529 88（10）nm，α=90°，β=90°，γ=90°，V=0.850 7（3）nm，Z=4；G·DPTzO晶体属于单斜晶系，P2₁/c空间群，晶胞参数为a=0.754 30（13）nm，b=0.923 52（17）nm，c=1.763 7（3）nm，α=90°，β=100.754（3）°，γ=90°，V=1.207（4）nm³，Z=4；G·DPTzO中G⁺与DPTzO^-上N、O原子形成大量氢键构成二维结构。DPTzO与G·DPTzO的活化能（E）和指前因子（A）分别为210.60和237.77 kJ/mol、10^21.2和10^21.0s^-1；自加速分解温度（T_SADT）、热点火温度（T_be）和热爆炸临界温度（T_bp）分别为204.49和268.57℃、202.99和260.21℃、205.80和264.35℃，分子间氢键的存在提高了胍盐的热安定性。

通过3，6-二硝胺基-1，2，4，5-四嗪（DNAT）和脲反应制得3-甲氧基-6-硝胺基-1，2，4，5-四嗪化脲；采用红外光谱、元素分析和核磁共振对其结构进行了表征；采用X射线单晶衍射测定了其晶体结构；采用差示扫描量热法（DSC）、热重-微分热重法（TG-DTG）、氧弹量热法对其热性能进行了测试，并测试了其撞击感度和摩擦感度；用Ozawa法和Kissinger法计算了其热分解动力学参数，进而采用非等温动力学法计算了热爆炸临界温度。结果表明，该化合物晶体属于单斜晶系，P2₁/n空间群，晶体密度为1.640 g/cm³，每个晶胞中包含4个3-甲氧基-6-硝胺基-1，2，4，5-四嗪化脲分子，晶胞参数：a=0.717 99（14）nm，b=1.810 9（4）nm，c=0.957 61（19）nm，β=108.02°（3），V=1.184 0（4）nm³。其放热峰温为147.7℃，生成焓为-1142.63 kJ/mol，撞击感度（H₅₀）为13 cm，对摩擦刺激钝感，是一种具有潜在应用价值的含能化合物。

以1-氨基-1-肼基-2，2-二硝基乙烯（HDNEA）和乙氧基亚氨基丙酸乙酯盐酸盐（EPC）为原料，经环化、硝化、碱解反应得到了两种高能不敏感离子盐3，5-双（二硝甲基）-1，2，4-三唑单肼盐（HDNMT）和单胺盐（ADNMT），并采用红外光谱、¹H NMR、¹³C NMR及元素分析等对其结构进行了表征；采用DSC和TG-DTG法研究了HDNMT和ADNMT的热行为；采用NASA-CEA软件，在标准条件（p_c：p_o=70：1）下计算了含HDNMT或ADNMT的改性双基推进剂（CMDB）的能量性能。结果表明，合成的两种离子盐与HDNMT和ADNMT预期结构相符，合成收率分别为41.3%和47.6%；分解点温度分别为193.3℃和147.0℃，单肼盐表现出比单胺盐更好的热稳定性；含两种离子盐的CMDB推进剂的理论比冲分别为2 602.8和2 584.4 N·s/kg，特征速度分别为1 603和1 590 m/s，表明两种离子盐在固体推进剂领域有较大的应用前景。

采用周期性密度泛函理论（DFT）的GGA/PBE-G06方法研究了富氮含能晶体4-氨基-3，7-二硝基三唑-[5，1，c][1，2，4]三嗪（DPX-26）在静水压0~130 GPa范围内的高压行为。通过计算晶格参数（a、b、c）、键长、带隙（ΔE_g）和态密度（DOS），分析了DPX-26的晶体结构、分子结构和电子结构随压力的变化情况。结果表明，DPX-26晶体在81、82和92 GPa发生3次显著的结构转变。81 GPa时，分子间六元环破裂；在82 GPa，C4-N7键拉长，三唑环严重扭曲并解离，N4-H6键拉长至0.150 7 nm，共价作用转变为氢键作用；92 GPa时，C4-N7键键长从0.232 4 nm减小至0.133 3 nm，三唑环再次形成。压力增加导致体系离域性增强。

以3，6-双（3，5-二甲基吡唑）-1，2，4，5-四嗪为原料，通过取代、环化、酸化反应合成出3-硝基胍-1，2，4-三唑[4，3-b]-s-四嗪（NGTT），自主设计合成了新型含能离子盐3-硝基胍-1，2，4-三唑[4，3-b]-s-四嗪的脒基脲盐（NGTT-M），并采用红外光谱、核磁共振、元素分析等进行了结构表征；优化了关键中间体3-（3，5-二甲基吡唑-1-基）-1，2，4-三唑[4，3-b]-s-四嗪（DMPTT）的合成条件，收率达到82%；采用DSC对比研究了NGTT和NGTT-M的热稳定性，并采用量子化学方法研究了NGTT及其阴离子的几何构型，计算了NGTT和NGTT-M的爆速、爆压及单元比冲等能量性能。结果表明，NGTT和NGTT-M的分解温度分别为250、221.1℃；密度分别为1.77、1.77 g/cm³；生成焓分别为567.3、500.7 kJ/mol；爆速分别为7 366.8、7 391.9 m/s；爆压分别为23.4、23.0 GPa；燃温分别为2 475.2、1 834.8 K；特征速度分别为1 404.2、1 269.2 m/s；单元比冲分别为2 210.5、2 016.7 N·s/kg，表明NGTT-M具有氮含量高、热稳定性良好、产气量大、燃温低的特点。

为确定端丙炔基聚丁二烯（PTPB）在常温下的贮存稳定性，通过跟踪测试研究了PTPB在室温（15~30℃）、5℃他-10℃下的贮存稳定性。采用¹³C-NMR、FT-IR、TG、GPC和黏度测试对贮存在不同温度下、不同时间的PTPB的化学结构和性质进行了表征分析，并将贮存的PTPB预聚物分别与聚叠氮缩水甘油醚（GAP）制成PTPB弹性体，采用FTIR、DMA和力学测试对弹性体进行表征。结果表明，在室温下贮存4个月的PTPB，与在5℃和-10℃贮存4个月的PTPB化学结构及性质一致，未发生聚合、交联、断链、氧化反应，黏度也未发生变化；由其制成的PTPB弹性体在3种温度下贮存4个月后，其分子结构、动态力学性能及室温力学性能也保持一致。因此PTPB能够在常温下稳定贮存，不需在低温贮存。

通过不同温度下的静态吸附实验，研究了活性炭吸附ADN的动力学和热力学特征。以吸附量和解吸率为指标对3种活性炭（AC、BC、CC）进行对比研究，利用准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒内扩散模型考察了ADN的吸附动力学，并利用Langmuir和Freundlich吸附等温模型描述吸附热力学行为。结果表明，活性炭AC是分离ADN的理想吸附剂，3种活性炭吸附ADN的动力学曲线更符合准二级动力学模型；Freundlich模型描述活性炭AC对ADN的吸附规律更为合适，该吸附△G<0，△S>0，吸附过程可自发进行；不同吸附量下的△H>0，吸附为吸热过程。

采用激光动态法测定了1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（FOX-7）在4种纯溶剂（DMSO、H₂O、EtOH、ACE）和3种二元混合溶剂（DMSO-H₂O、DMSO-EtOH、DMSO-ACE）中的溶解度；用Apelblat、Yaws和van’t Hoff模型对溶解度数据进行拟合；以DMSO为溶剂，H₂O、EtOH、ACE为非溶剂，采用溶剂-非溶剂法对FOX-7进行重结晶，并采用电子显微镜对其形貌进行观察。结果表明，FOX-7在纯溶剂中的溶解度随温度的升高而增大，在混合溶剂中的溶解度随温度的升高和DMSO含量的增加而增大；在相同温度下、同等体积比的这3种二元混合溶剂，FOX-7在DMSO-H₂O中的溶解度最小，在DMSO-ACE中的溶解度最大，3个溶解度模型的相关系数（R²）均大于0.96，因此可以采用这3个模型来关联溶解度数据；用电子显微镜观察到DMSO-ACE（体积比2：1）体系中冷却结晶得到的晶体形貌规则统一且呈类球状，未出现团聚现象。

为了改善乳化炸药在高寒地区应用时的贮存和应用性能，基于配方改进探索了乳化炸药乳胶基质的低温贮存稳定性；考察了水含量、高分子乳化剂含量和抗冻剂种类对乳胶基质耐低温性能的影响，得到了最佳乳胶基质配方；采用国标炸药试验方法测试了最佳乳胶基质配方制备的乳化炸药在低温（-32℃）贮存后的爆速、殉爆距离和猛度。结果表明，当水质量分数为12%、高分子乳化剂质量分数为1%、以质量分数为0.25%的聚丙二醇（PPG）作抗冻剂，乳胶基质的抗冻性能最佳，-32℃下冷冻30 d后，析晶率为35.37%，乳胶基质仍未完全破乳；采用树脂微球敏化制成的乳化炸药在低温（-32℃）贮存15 d后爆炸性能较常温贮存时变化较小，爆速由常温时的4 439 m/s降为4 399 m/s；殉爆距离不变，为80 mm；猛度由常温时的18.48 mm降为17.75 mm；贮存20 d后，出现拒爆。

为了解DNTF凝固过程的微观特性，采用ProCAST软件热传导模块对DNTF凝固过程温度变化进行了模拟计算；采用高级缩松模块对DNTF凝固过程显微疏松进行了数值模拟，并进行了试验验证，获得了DNTF凝固过程中3个测点处的温度曲线和整体显微疏松CT测试结果。结果表明，DNTF凝固过程温度变化符合S型曲线变化规律，采用Logistic函数拟合的平均相关系数为0.997，温度计算结果与试验结果一致，平均误差约为5%；DNTF凝固过程显微疏松数值模拟结果与试验结果相符，显微疏松具有范围广泛、位置无规的分布特点，凝固条件、过冷度及枝晶结构是导致显微疏松产生的重要影响因素。

为了进一步拓展适用于爆炸成型弹丸（EFP）的药型罩结构，基于弧锥结合罩结构，提出了一种可形成密实EFP的大锥角喇叭罩。根据药型罩结构特点，分析了大锥角喇叭罩与传统弧锥结合罩和球缺罩在压垮过程中的区别和特点；运用LS-DYNA数值模拟软件，计算得到了大锥角喇叭罩的结构参数（虚拟罩高、喇叭曲率半径、圆弧曲率半径和罩厚）对EFP侵彻体速度、长度、密实度等成型参数的影响规律。结果表明，大锥角喇叭罩罩厚对侵彻体的影响主要体现在头部速度，虚拟罩高和圆弧曲率半径则决定了侵彻体长度及密实度，而喇叭曲率半径则主要影响侵彻体头部的成型状态；与传统弧锥结合罩和球缺罩形成的EFP相比，相同质量的大锥角喇叭罩形成的EFP在头部速度、长度、长径比及密实度等方面均具有一定优势，可将侵彻体密实度提高1~3.5倍，具有应用于EFP战斗部的潜力；其适用于较佳EFP成型时各结构参数的取值范围为：虚拟罩高0.14~0.16倍装药直径，喇叭曲率半径1.5倍装药直径以上，圆弧曲率半径0.4~0.8倍装药直径，罩厚0.04~0.045倍装药直径。

为改善团聚硼的球形度，提高颗粒的堆积密度和生产效率，采用医药领域微药丸制备工艺——挤出滚圆造粒法，以微晶纤维素（MCC）、3，3-二叠氮甲基氧丁环-四氢呋喃共聚醚（PBT）和聚叠氮缩水甘油醚（GAP）为黏结剂制备了团聚硼颗粒，并使用三维视频显微镜观察了团聚硼颗粒的形貌，测试了颗粒的粒径及其分布、堆积密度等性能。结果表明，以MCC为黏结剂、羧甲基纤维素钠（CMC）为表面活性剂，且质量分数分别为17.25%和2.75%时，预混物料能满足挤出滚圆造粒的要求，制备得到的团聚硼颗粒呈类球形；以PBT为黏结剂，当其质量分数大于25%时能制备得到团聚硼颗粒，但颗粒形状不规则；以GAP为黏结剂且其质量分数达到30%时，预混物料能满足挤出滚圆工艺的要求，制备的团聚硼颗粒呈类球形。挤出滚圆造粒法制备的团聚硼颗粒的粒径分散性小，堆积密度较高，约90%的GAP/B（质量比30：70）团聚硼颗粒粒径在0.2~0.5 mm范围内，其堆积密度达到1.05 g/cm³。

为了提高芳氧基聚磷腈包覆层的力学性能，以六氯环三磷腈、苯酚、4-羟基苯甲醛和2-烯丙基苯酚为原料合成出4种含醛基/烯丙基交联型芳氧基聚磷腈（PDPP），通过红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征。将所得PDPP经复配、硫化，制备出自由装填推进剂用芳氧基聚磷腈包覆层，分析了包覆层胶料的硫化特性，并通过静态拉伸试验及动态机械热分析研究了包覆层胶料在高温（+50℃）、低温（-40℃）和常温（+20℃）下的力学性能。结果表明，随着芳氧基聚磷腈包覆层中醛基/烯丙基摩尔比的减小，包覆层的玻璃化转变温度由-7.55℃逐渐提高至-3.85℃，拉伸强度（+20℃）由6.19 MPa升至6.92 MPa，延伸率（+20℃）由165.35%降至90.95%；随着包覆层体系中醛基/烯丙基摩尔比的减小，胶料的正硫化时间（t₉₀）由401.3 s缩短至208.4 s，最低转矩（M_L）和最高转矩（M_H）分别由0.069 N·m和1.451 N·m升高至0.373 N·m和2.093 N·m。

采用原位拉伸扫描电镜研究了GAP推进剂的损伤演化过程，并结合数字图像技术和分形维数的方法对裂纹演化进行了定量分析。结果表明，GAP推进剂在拉伸过程中的破坏首先发生在大粒径的AP颗粒集中分布区域，紧邻AP颗粒间少量的黏合剂基体断裂及脱粘；然后再到分散分布区域的AP颗粒及其附近位置处与黏合剂基体的脱粘；拉伸前期裂纹增加较为迅速，其后缓慢增加直到推进剂整体断裂；拉伸速率越慢，拉伸前期裂纹增加越快，且整个拉伸过程损伤程度越大；其中，拉伸速率为0.05 mm/min的拉伸过程损伤程度最为显著。

为了对含能增塑剂一缩二乙二醇二硝酸酯（DEGDN）中的有机杂质进行定性和定量分析，采用气相色谱-质谱联用法，利用NIST标准质谱库检索、对照品比对以及杂质形成机理分析，对DEGDN中的有机杂质进行定性，然后采用外标法对杂质进行定量。结果表明，在DEGDN中检测到4种有机杂质，杂质1、3、4分别为2-（羟甲基）-1，3-二氧戊环、正癸烷和乙二醇二硝酸酯，杂质2可能为2-羟基-1，4-二氧六环；外标法中各物质线性关系良好，线性相关系数为0.999 5~0.999 9，平均加标回收率为96.72%~103.33%，RSD为0.31%~1.25%，表明该方法精密度和准确度高，可用于DEGDN中有机杂质的检测分析。

为改善可燃药筒的加工塑性并提升其力学强度，配方中应用含氮量12.3%的纤维素甘油醚硝酸酯（NGEC）部分替代含氮量13.0%的硝化棉（NC）或木质纤维素，制备了5种可燃药筒样品，并测试了其室温下的力学性能和燃烧性能。结果表明，用质量分数15%和30%的NGEC替代硝化棉，可使可燃药筒的抗拉强度分别提高33.8%和35.2%，延伸率分别降低32.2%和24.7%，火药力分别降低3.2%和10.7%，燃烧结束点时间分别减少59.8%和56.8%；用质量分数5%和8%的NGEC替代木质纤维素，可使可燃药筒的抗拉强度分别提高20.2%和16.9%，延伸率分别降低48.1%和47.2%，火药力分别提高11.5%和19.5%，燃烧结束点时间分别减少75.7%和79.8%；因此NGEC部分替代硝化棉或木质纤维素，均可使可燃药筒的抗拉强度不同程度地提升，但会导致延伸率下降，并使可燃药筒的燃烧平均活度明显升高、燃烧结束点时间明显变短、燃速加快。

为了研究TNT装药在坑道内爆炸的热效应，开展了1 kg和3 kg两种质量的TNT药柱在长直坑道内的爆炸试验，采用WRe 5/26热电偶获取了不同爆心距处的响应温度-时间曲线，分析了温度峰值和传播速度随距离变化的规律，以及装药质量对温度峰值和热作用持续时间的影响。结果表明，由于爆炸产物的二次反应，响应温度在上升过程中存在一个延迟台阶；温度峰值和火球传播速度随着爆心距的增加均呈"下降-上升-下降"趋势，上升段位于8~11倍坑道等效直径段，1 kg TNT装药坑道内爆炸火球传播速度在上升段达到最大值，为24.69 m/s，在最末段速度降至最低，为4.88 m/s；1 kg TNT和3 kg TNT药柱对应的响应温度峰值分别为406℃和575℃，响应温度平均持续时间分别为2.20 s和3.30 s；试验条件下，相同爆心距处的温度峰值之比和持续时间之比均近似等于两种装药质量的立方根之比。