为了研究不同粘结体系的表面自由能随温度的变化规律，利用表面能测试仪器测试了不同温度下以HTPB粘结体系的表面自由能，结果表明：HTPB在所测试范围内表面自由能基本无变化；DOA的表面自由能随温度升高呈现线性降低；在HTPB/DOA不同的体积浓度的混合溶液中，当两者比例为1:1时，在工艺温度60℃～65℃范围内，表面自由能最低，达到最佳的增塑效果；在DOA、DOS、DOP三种增塑剂在与HTPB体积比1:1混合时，在工艺温度60℃～65℃范围内，DOA的粘结体系具有更低的表面自由能，增塑效果最好；不同的粘结剂体系的表面自由能对温度的灵敏度具有较大差异。

1,1’-二羟基-5,5’-联四唑二羟胺盐（TKX-50）是近些年合成的一种新型富氮类含能离子盐，由于分子结构中不含含能基团，主要为氮氮高能键，且其具有良好的综合性能，受到了国内外学者的广泛关注和研究。简要概括了TKX-50化合物的合成与制备、晶体特性和力学性能，重点归纳总结了其在性能改进、相容性、能量、安全性等应用方面的研究现状。对比并概括了TKX-50与传统中性有机硝铵类材料的不同，结果表明，TKX-50是离子盐结构，无传统含能基团-NO₂，释能方式是以高能键断裂释放能量而不是氧化还原反应，使得计算得到的生成焓、爆热、燃烧热等能量特性与试验结果有巨大差异；最后归纳总结了TKX-50应用优势和存在问题，并展望了未来发展方向及研究重点。

为改善聚叠氮缩水甘油醚（GAP）基粘合剂的低温力学性能，以GAP和环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚（PET）为软段，甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）偶联的丁二醇为硬段，通过扩链聚合反应合成GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体。分别采用红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）、差示扫描量热分析（DSC）和万能材料试验机对其化学结构、玻璃化转变温度、低温拉伸性能进行表征。结果表明GAP/PET嵌段型热塑性聚氨酯弹性体的玻璃化转变温度可降低至-37.7℃，在-40℃低温环境发生韧性断裂，断裂强度为25.78 MPa，断裂伸长率为379.4%，具有优异的低温力学性能。

为改善纳米铝粉的燃烧放热性能，采用静电喷雾法制备n-Al@PVDF核壳结构复合材料。以最大燃烧压力(P_max)和升压速率(P_max/Δt)为评价指标，并利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等设备，研究了针头内径，推进速率，接收距离，外加电压四个条件对复合粒子形貌特征及燃烧性能的影响，实验表明：利用静电喷雾法及聚偏氟乙烯对纳米铝粉进行改性，其燃烧性能优于机械混合法制备的样品。不同变量的影响程度也具有差异，外加电压对制备效果影响最大，而针头内径的影响相对最小。在针头内径为0.60mm，推进速率为0.5/mL·h^-1，接收距离为8cm，外加电压为14kV的条件下制备的复合粒子形貌特征最规整，燃烧性能最优，燃烧最为完全，产物更倾向于生成稳定的α型Al₂O₃。

合成和稳定聚合氮形式的分子或晶体是一项非常具有挑战性的工作。在这里，我们基于第一性原理的计算提出了两种稳定N₄于分子和晶体相中的途径。第一种方法是在单晶金属表面吸附N₄(T_d)分子。结果表明，在超高真空和低温条件下，N₄(T_d) 在金属表面可以通过失去T_d对称而稳定。在晶体方面，我们提出了P-43m-N₄、P4/m-LiN₄和Amm2-G/N₄，并计算了它们的能量密度、热力学和动力学稳定性以及电子结构性质。AIMD模拟结果表明，这种高氮含量的HEDM在50 GPa和50或300 K下是稳定的。我们的理论结果表明，聚合的N₄可以在高压和低温条件下合成和稳定，特别地，N₄可以通过配位键与金属原子形成稳定的结构。

为研究振动作用对现场混装乳化炸药稳定性的影响，通过变速振荡器对6种不同油相配比的乳胶基质样品进行振动实验，使用数字黏度计、电导率仪、光学显微镜、激光粒度仪等检测了样品在振动前后的理化性质、微观结构变化情况。结果表明，振动作用促进了乳胶基质内部未包裹的晶体或自发形成的晶核刺破內相液滴，硝酸铵晶体快速生长，导致样品黏度、析晶量等参数快速增大；当其它组分和工艺条件一致，油相材料中的机油含量占比超过55%时，样品的内部油膜强度更高，內相液滴平均粒径小于6 μm，黏度等参数在振动作用影响下变化更小，即样品具有更佳的耐振动能力。

采用拉伸试验和热机械分析仪考察CL-20高能改性双基推进剂（CL-20/CMDB）宽温力学性能，并进一步通过热形变和低温冲击试验分析高、低温力学临界转变特性。结果表明，螺压工艺制备的CL-20/CMDB推进剂力学性能优良，CL-20含量为45%的S-3高能配方，密度可达1.777 g/cm³，-40℃断裂伸长率可到6.53%，50℃的抗拉强度可达2.08 MPa。其高温热形变和低温冲击特性曲线在-40～50℃存在明显突变现象，说明CL-20/CMDB推进剂在使用温度范围内存在高、低温力学临界转变，进一步通过外切线法来确定力学曲线中的临界转变点，则高固含量的S-3配方软化临界转变点温度（T_s）和脆化临界转变点温度（T_b）分别为45.67℃和-47.75℃。

以富勒烯C₆₀、溴素Br₂、八溴富勒烯C₆₀Br₈及对甲基苯胺C₇H₉N为原料，经两步反应合成了富勒烯对甲基苯胺衍生物C₆₀(NC₆H₄CH₃)_n。采用核磁共振碳谱（¹³C- NMR）、质谱（MS）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）以及紫外-可见光分光光度计（UV-Vis）测试方法对合成得到的富勒烯对甲基苯胺衍生物结构进行了表征，采用差热分析（DTA）、真空安定性测试（VST）、热重分析（TGA）、甲基紫实验等热分析方法，并结合电子顺磁共振波谱法研究了富勒烯对甲基苯胺衍生物与硝化棉的相互作用规律和机理，结果表明，富勒烯对甲基苯胺衍生物可高效吸收来自硝化棉热分解产生的氮氧自由基，减少体系中的自催化物质，进而抑制了硝化棉的自催化分解，起到热安定作用，且对硝化棉的安定性能明显优于传统安定剂DPA和C2。

为研究内相粒径对现场混装乳化炸药基质热分解特性的影响，使用激光粒度仪与光学显微镜对乳化炸药基质的粒径与微观结构进行测试，利用TG-DTG技术测试不同粒径乳化炸药基质的热分解过程，使用Kissinger法计算热分解活化能，使用Coast-Redfern法确定动力学机理函数。结果表明：随着现场混装乳化炸药基质内相粒径由13.13μm减小至3.97μm，其失水过程质量损失率由8.52%升高至16.03%，起始分解温度由172.9℃升高至207.6℃，平均DTG峰温由274.4℃升高至282.3℃，剧烈分解阶段中，质量损失平均速率由0.136%·s^-1降低至0.114%·s^-1，热稳定性不断上升；粒径大于10μm的乳化炸药基质的热分解活化能约为80 kJ·mol^-1，动力学反应机理受二维Valensi方程控制；粒径小于5μm的基质热分解活化能约为110 kJ·mol^-1，动力学反应机理受三维Z-L-T方程控制。

采用差示扫描量热法（DSC）和热重法（TG）研究了3,5-二氟-2,4,6-三硝基苯甲醚（DFTNAN）与晶体硼混合物的热分解行为，并通过DSC法和真空安定性试验综合考察了二者的化学相容性。结果表明，密闭环境下的DFTNAN在289.7℃发生热分解反应并出现明显的分解峰，而在敞开环境中没有分解峰存在；DFTNAN与B混合会导致DFTNAN的熔融峰温略微前移，且硼粉分解峰温发生推后；由DSC法计算得到DFTNAN与硼粉的相容性等级为2级，而在真空安定性试验中测得反应净增放气量为2.04ml，均表明二者有着良好的相容性。

为进一步提高偏心起爆定向战斗部的毁伤效能，在序贯起爆方式的基础上提出了四种线内非同步起爆方案，通过LS-DYNA仿真和求解破片外弹道方程，研究了线内起爆顺序、起爆延时和起爆线数目对军用车辆毁伤效能的影响。结果表明：通过调整线内起爆时序可以对破片轴向抛射角进行分段控制，四种线内非同步起爆方案均能有效提高毁伤效能；最佳起爆方案为偏心两线方案Ⅲ（自战斗部中下部的起爆点向两端依次起爆），起爆延时为1/2倍的相邻起爆点间传爆时间；相对于端面中心单点、偏心两线同时和偏心两线序贯起爆，该起爆方案下最大毁伤面积的增益分别为34.1%、24.7%和23.4%，且对战斗部炸点高度不敏感。

双子型含能离子盐因分子结构中较为丰富的氢键网络和共轭结构，具有密度大、稳定性好和爆轰性能优良等优点，在含能材料领域有着广阔的应用前景。本文以5,5^′-二硝基-3,3^′-联(1,2,4-三唑)为前体，与草酰肼经酸碱中和反应合成了5,5^′-二硝基-3,3^′-联(1,2,4-三唑)草酰肼双阳离子盐，成盐收率为80.8%；利用X-射线单晶衍射、红外光谱、核磁共振对产物结构进行表征，通过DSC-TGA同步热分析仪对其热性能进行了分析，采用Gaussian 09程序和EXPLO5爆轰软件对其爆轰性能进行了理论计算。结果表明，化合物5,5^′-二硝基-3,3^′-联(1,2,4-三唑)草酰肼双阳离子盐的晶体结构属于单斜晶系，晶体结构中含有两个结晶水，脱结晶水后化合物的实测密度为1.701 g·cm^-3；在熔点205℃时开始分解，分解峰温为207℃；理论爆速为7620 m·s^-1、爆压为21.8 GPa、撞击感度大于40 J，是一种综合性能较好的新型双子型含能离子化合物，且合成路线简单。

采用激光动态法测定了2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶（PYX）在DMSO中的溶解度，建立了溶解度模型，估算了溶解过程的热力学参数，结合溶解度测定了不同条件下PYX在DMSO中的介稳区宽度，揭示了介稳区宽度的影响因素及规律，计算了成核级数，在此基础上采用降温法对PYX进行重结晶，比对分析了重结晶前后的晶体形貌和热性能。结果表明，PYX在DMSO中的溶解度随温度的升高而增大，且溶解度随温度的变化较明显。Apelblat和Van't Hoff模型对溶解度数据均有较好的拟合结果，相比较而言Apelblat模型的拟合结果较优。介稳区宽度随降温速率的增大而增大，随饱和浓度和搅拌速率的增大而减小。得到适宜的结晶条件为：饱和浓度（摩尔分数）0.016～0.022、降温速率1～2℃/min、搅拌速率250～500r/min。受降温速率影响的成核级数（m）远大于受搅拌速率影响的成核级数（n），且两者均随饱和浓度的增大而增大。PYX在DMSO中经降温重结晶能够得到表面光滑度良好、无明显缺陷的块状晶体，重结晶后PYX的DSC热分解峰温提高了11.9℃，热爆炸临界温度提高了9.8℃，说明通过重结晶能够优化PYX的热稳定性。

本文利用超重力辅助溶剂-反溶剂重结晶法制备了亚微米级黑索今（RDX）。在超重力反应器中，以丙酮-水作
为溶剂-反溶剂重结晶体系，添加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为表面活性剂，制备了亚微米级RDX。研究了RDX 溶液
浓度、PVP 含量以及超重力反应器转速对RDX 形貌和尺寸的影响，获得了优化工艺条件：RDX 溶液浓度为0.04 g/ml、
PVP 含量为0.2 g/L、超重力反应器转速为1500 r/min，制备了平均粒径为0.54 μm 的亚微米级RDX。结构分析表明，
细化处理未改变RDX 的晶型；热分析表明，与原料相比，亚微米级RDX 的分解峰温提前了1.2 ℃。热分解动力学分
析表明，亚微米级RDX 在整个分解过程中的分解活化能都更低。

研究对比水下大炸高条件下，典型成型装药结构（Jet/JPC/EFP）对多层间隔靶的侵彻威力，为工程应用提供依据或参考。首先，结合一定工程背景设计了一种成型装药和多层间隔靶结构，分别采用锥形罩、半球罩和球缺罩形成Jet、JPC和EFP,应用AUTODYN软件进行水下大炸高侵彻数值仿真；接着，进一步对两种典型变壁厚半球罩进行仿真计算，与等壁厚半球罩进行对比分析；最后，针对顶厚边薄的渐变壁厚药型罩成型装药进行水下爆炸试验。研究结果表明：水下大炸高条件下，同一装药结构的JPC相对Jet抵抗水介质和间隔靶干扰、质量耗散的能力强，相对EFP速度高、存速能力强，因而具有相对最高的侵彻能力；顶厚边薄的渐变壁厚半球罩比等壁厚半球罩的JPC拉伸均匀，可提升射流的有效质量和动能，能够显著提高侵彻能力，所研究实例穿透主靶板后的后续侵彻能力可提高25%左右。

采用液氮超低温重结晶法在不同溶剂条件下制备了纳米1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）。采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析法（TG）对所制备的纳米FOX-7的性能进行了表征，并对其撞击感度和摩擦感度进行了测试分析。结果表明，所制备的纳米FOX-7的平均晶粒尺寸为30 nm左右，平均颗粒尺寸均在100~200 nm之间；与原料FOX-7相比，其高低温分解放热峰之间的温度范围变窄，能量释放效率及分解放热焓有较大提高，撞击感度和摩擦感度明显降低。当溶剂为N-甲基吡咯烷酮时，所制备的纳米FOX-7颗粒粒度在100 nm以下的占比为18%，其初始分解峰温提高了11.8 ℃，分解放热焓提高了19%，特性落高从87.2 cm提高至138.2 cm，摩擦感度从216N提高至360N。

针对HTPB推进剂开展了不同加载应力和加载频率下的疲劳试验，并结合红外热成像系统实时监测疲劳试验中的材料的表面温升，分析疲劳损伤对HTPB推进剂力学性能的影响。研究结果表明：随着循环次数的增加，HTPB推进剂应力应变曲线滞回圈逐渐右移，表明峰值点和谷点的应变都在不断增加，疲劳峰值应变呈现三阶段的发展规律：初始变形阶段、稳定发展阶段和加速阶段；非弹性效应会造成不可逆的热力学现象，产生的能量绝大部分以粘性耗散的形式释放，是造成推进剂温度变化的主要原因；HTPB推进剂的初始弹性模量、屈服应力和最大抗拉强度随循环加载次数越多衰减越大，微观层面上主要是由于疲劳过程中颗粒与基体粘结界面出现“脱湿”现象，逐渐形成微孔洞和微裂纹，最终发展汇聚成宏观裂纹而失效。

为研究PCL加入至推进剂配方后的流变特性，采用流变测试仪对比了HTPE和HTPE/PCL四组元推进剂药浆在不同温度及剪切速率下的流变性能，并优化工艺参数。结果表明，HTPE和HTPE/PCL推进剂药浆的剪切应力与剪切速率呈指数增长，表观粘度呈假塑性流体剪切变稀的流动特性。温度升高能降低药浆的剪切应力、表观粘度及粘度系数，增加剪切速率指数。HTPE/PCL推进剂药浆的流动活化能为3.90×10⁴ kJ/mol，对温度变化较敏感。引入PCL对药浆工艺性能无明显影响，HTPE/PCL推进剂药浆较佳的工艺温度为50℃至60℃，适用期为270 min至329 min。

为了探究双呋咱并[3,4-b:3’,4’-f]氧化呋咱并[3”,4”-d]氧杂环庚三烯（BFFO）的熔铸工艺性能。通过热分解分析结合长时恒温试验，对BFFO的热安全性进行了研究；通过成型药柱凝固收缩特性、缺陷状态及分布等对其凝固性能进行了研究；结果表明，BFFO熔融峰温84.7℃，95℃-135℃的恒温长时加热未见变色发烟，显示良好的熔铸工艺热稳定性。其分解峰温339.5℃，β→0时热爆炸临界温度T_b为270.8℃，显示良好的熔铸工艺热安全性。BFFO具有一种特殊的凝固结晶特性，能以小时为单位，长时间保持熔融状态，显示非常缓慢的凝固速率。BFFO熔融液相密度为1.659 g·cm^-3(95℃),自然凝固体积收缩率为11.3%。其凝固缺陷集中于药柱顶部补缩区，成型部分整体均匀致密，凝固成型密度1.774 g·cm^-3，达到理论密度的94.9%，显示良好的熔铸凝固成型性能。

为评价发射药在装药环境下的敏感性，采用可控泄压法模拟发射药装药的壳体约束特征，并研究其对发射药慢烤响应的影响。设计了一种可控压力的泄压部件，安装在测试弹一端，以此模拟不同拔弹力的壳体约束强度。采用半密闭爆发器对泄压压力进行验证，结果表明泄压部件响应迅速，泄压压力响应偏差小于10%。分别用泄压测试弹和标准测试弹（参比弹）对单基药和低敏感发射药进行慢烤试验，结果显示，泄压测试弹和标准测试弹中单基药均发生较剧烈的燃烧反应，二者响应程度差别较小；对于低敏感发射药，在泄压测试弹中发生相对温和的燃烧反应，而在标准测试弹中发生较剧烈的燃烧反应，响应程度存在较明显的差别。

In order to explore the sensitivity of the gun propellant under charge environment, the controllable pressure relief method was used to simulate the shell constraint characteristics of gun propellant charge, and its influence on the slow cook-off response of gun propellant was studied. In this paper, a pressure relief component with controllable pressure was designed to stimulate the extracting bullet force of the gun propellant charge, which was installed at one end of the cook-off bomb. A semi closed bomb was used to verify the pressure relief pressure, the results showed that the pressure relief component responded quickly and the pressure relief response deviation was less than 10%. Single base gun propellant and low sensitive gun propellant were selected to conduct slow cook-off test with pressure relief cook-off bomb and standard cook-off bomb respectively. The results showed that, for single base gun propellant, the difference of the response degree between the standard cook-off bomb and the pressure relief cook-off bomb was small, the reaction of single base gun propellant was a violent combustion reaction. For low sensitivity gun propellant, there was a clear difference response degree between the standard cook-off bomb and the pressure relief cook-off bomb. When using the pressure relief cook-off bomb, the low sensitivity gun propellant had amild combustion reaction, while using the standard cook-off bomb, the low sensitivity gun propellant reacted a violent combustion.

铅基化合物的固有毒性将使其持续作为燃烧催化剂受到影响，研究可替代铅化物的绿色燃烧催化剂迫在眉睫。系统综述了双基系推进剂用绿色燃烧催化剂的研究现状，归纳总结了含铋、铜、钡、镁、锆等绿色金属基燃烧催化剂的特点及发展趋势，指出含金属铋的绿色燃烧催化剂具有潜在的应用前景。并提出以下几点是今后研究的重点方向：绿色燃烧催化剂含能化、纳米化的研究；新型碳材料负载纳米绿色金属基复合催化剂的制备和使用；双金属多功能绿色燃烧催化剂的制备和机理探究；铋-铜-炭三元复合催化剂体系协同作用的应用研究。

针对内弹道性能模拟对发射药燃烧表面积计算的需求，提出了一种异形发射药药形计算与设计的方法。利用将发射药药粒几何切分，独立计算各部分面积及体积，然后进行加和的原理，可进行复杂结构异形发射药面积及体积的计算。设计了三角形柱状发射药、梯形柱状发射药和四边形柱状发射药，并对其面积及体积随燃烧深度变化情况进行了计算。在几何燃烧定律的基础上推导燃气生成猛度与发射药已燃百分数的函数关系，绘制燃气生成猛度与已燃百分数变化曲线，同时分析了发射药穿孔数及孔径对发射药燃烧渐增性的影响。对12孔梯形发射药的计算结果进行了实验验证。经过对多种药形的计算验证了几何计算法的可使用性及广泛适用性。

为提高苯并三氧化呋咱（BTF）的安全性能，通过静电喷雾技术制备了纳米BTF炸药。采用扫描电子显微镜（SEM）和激光粒度仪观察其形貌和粒度，发现BTF炸药呈类球形，粒径在300-500 nm之间，中值粒径为388.7 nm；采用热重－差示扫描量热仪（TG-DSC）、5s爆发点实验和撞击感度测试分析了原料BTF和细化BTF的性能。经静电喷雾后，细化BTF的表观活化能（141.27 kJ/mol）比原料BTF（191.13 kJ/mol）降低了49.86kJ/mol，热爆炸临界温度提高了14.06K，热稳定性在一定程度上得到提高。细化BTF的5s爆发点温度（546.27 K）比原料BTF(532.21 K)提高了5.34 K，热感度降低。细化BTF的特性落高（52.24 cm）比原料BTF（20.52 cm）提高了31.72 cm，降感效果明显。

本研究采用静电纺丝法制备了NC/GAPE/CL-20含能复合纤维，采用SEM、EDS、XRD、IR、XPS和BET分析对复合纤维的形貌和结构进行了表征。另外，对复合纤维进行了热化学分析，测试了样品的机械感度，计算了其能量性能。结果表明，粘结体系NC/GAPE与炸药CL-20结合良好，纤维的平均直径为620nm。纤维的表面元素和分子结构与原料的一致，没有新化学键生成。复合纤维的比表面积为5.2648m²·g^-1。但复合纤维中CL-20的晶型发生了改变，从ε-CL-20转变为β-CL-20。DSC分析结果表明，复合纤维的热分解活化能为216.03 kJ·mol⁻¹，而原料CL-20的只有193.56 kJ·mol⁻¹。TG-MS测试结果表明，复合纤维的热失重过程较为集中，主要分解产物为N₂、CO、NO和H₂O，同时也有少量CO₂、CH₄、N₂O、H₂生成。感度测试结果表明，与原料CL-20相比，复合纤维具有更低的撞击感度和摩擦感度。在能量性能方面，复合纤维的爆速为9365 m·s^-1，与原料CL-20相近；复合纤维的爆热为6027 kJ·kg^-1，低于原料CL-20的6158kJ·kg^-1；复合纤维的标准比冲和特征速度分别为2573.7N·s/kg和1631.5m·s^-1，略低于原料CL-20的2673.8N·s/kg和1638.6m·s^-1。评估结果表明，复合纤维具有较高的能量性能。

为探究结晶溶剂在二硝酰胺铵结晶过程中的晶体成核与生长、溶剂度、吸湿性的主要影响，基于标准溶解焓理论模拟计算了不同溶剂环境下的晶体成核速率，基于修正附着能模型模拟计算了不同溶剂环境下的晶体形貌特征，并根据吸湿性较低的晶面占比分析溶剂效应对二硝酰胺铵吸湿性的影响。结果表明，二硝酰胺铵在不同溶剂下的晶体成核速率关系为环己烷＞甲苯＞磷酸三丁酯＞二氯甲烷＞正丁醇＞乙腈＞γ-丁内酯＞异丙醇＞乙醇＞甲醇＞丙酮＞二甲基亚砜＞水，标准溶解焓与溶解度呈现线性关系，在不同溶剂下的二硝酰胺铵的晶体形貌计算为棱柱状或板片状，计算分析可知二硝酰胺铵在非极性溶剂中结晶后的吸湿性较低，而在极性溶剂中结晶后的吸湿性较高。