针对膏体推进剂的近燃面区域热解与燃烧过程，本文对膏体推进剂进行了激光点火燃烧实验，同时基于课题组自主开发的多相化学反应数值求解器，结合14组分14基元化学反应方程对膏体推进剂近燃面区域的热解和燃烧特性进行了详细的研究。通过实验得到推进剂燃烧火焰的宏观结构并测量恒压条件下膏体推进剂燃烧速率，拟合得到的压力燃烧速率曲线与实验结果吻合较好，在实验压力范围内，对膏体火箭发动机燃烧室内推进剂的燃烧速率具有较好的预测能力。通过数值计算详细分析了膏体推进剂恒压条件下燃烧火焰结构和化学反应次序，同时数值计算了不同环境压力对膏体推进剂的燃烧过程的影响，结果表明：膏体推进剂燃烧最先发生的反应是AP的分解，而较高的环境压力限制了一次燃烧气体的扩散，但增强了对膏体域的热反馈效应，提高了膏体推进剂的燃烧速率。

内盐结构使分子离子化，能有效增强静电、氢键作用，有助于提升含能化合物密度和性能；富氮唑具有含氮量高、稳定性好、高正生成焓等特点，是合成新型含能化合物的重要结构单元。本文基于重氮基、亚氨基和富氮唑等正离子内盐结构，对近年来单环、联环、稠环唑类等富氮唑含能内盐的合成方法和理化性能进行了综述，阐明了富氮唑内盐结构的能量水平和稳定性。同时，对富氮含能内盐在起爆药、高能钝感炸药、气体发生剂等方面的应用进行了展望，为设计和开发新型富氮唑含能内盐提供参考。

2,4,6,8-四硝基-2,4,6,8-四氮杂双环[3.3.0]辛烷（双环奥克托今（BCHMX））是一种备受关注的高能量密度材料。本文用氨基磺酸盐、甲醛、乙二醛为起始原料，对BCHMX的合成工艺进行了优化和研究，得到了无需中间体（2,4,6,8-四氮杂双环辛烷磺酸盐）提纯的高效合成工艺。通过缩合和硝化两步反应，能够以65.29%的总收率得到97.8%纯度的BCHMX。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）、核磁共振碳谱（13C NMR）、热重-差式扫描量热（TG-DSC）等分析测试手段对目标产物进行了分析表征。

以4,5-二(1-羟基-四唑)-1,2,3-三唑（H3OBTT）为配体，Ag(Ⅰ)作为金属中心，合成了一种新的含能金属有机框架材料[Ag2(HOBTT)]n。通过SXRD、PXRD、EA和IR表征其结构。采用DSC和TG研究其热稳定性，基于Kissinger法获得非等温热分解动力学参数。通过BAM撞击感度仪、摩擦感度仪考察了[Ag2(HOBTT)]n的机械感度。根据GGA-PBE泛函得到[Ag2(HOBTT)]n的爆炸热，结合Kamlet-Jacobs方程计算得到爆速和爆压。结果表明，[Ag2(HOBTT)]n为三维框架结构，结构中不含溶剂分子，属于斜方晶系、Fddd空间群，晶体密度为3.309 g•cm-3，起始热分解温度为586.6 K，热分解动力学参数分别为Ea=255.18 kJ•mol-1、lnA=43.30，撞击感度IS>40 J、摩擦感度FS=108 N，爆速为7.68 km•s-1，爆压为35.08 GPa。

螺旋压伸是改性双基推进剂成型主要的工艺之一，为了深入研究压伸工艺参数对改性双基推进剂成型过程安全性能的影响。本文对压缩熔融段、熔体输送段和口模成型段进行整体建模，对改性双基推进剂物料的密度、流变特性等物料参数进行了测定，基于Polyflow软件，对流体域网格无关性进行了验证，研究了改性双基推进剂物料在非等温条件下的压伸过程的安全特性。结果表明，螺杆转速的增加会使物料温度、压力、剪切速率升高，存在燃爆风险，为保证安全性，压伸成型过程中适宜的螺杆转速为10r/min；螺杆温度增加，剪切速率降低，物料的塑化程度会变差，温度升高易使物料分解，结合改性双基推进剂敏感物料成分特性考虑，螺杆温度为85℃相对安全；相较于螺杆温度，套筒温度的变化对物料流场的影响较小，结合改性双基推进剂实际生产条件考虑，70℃套筒保温温度适合改性双基推进剂生产。结合模拟结果，得出在推进剂生产过程中需注意压力和温度的快速变化带来的影响。

针对目前关于DAP-4的报道存在较大差异的情况，本文采用化学法合成了DAP-4，采用SEM、EDS、XRD、IR、XPS和元素分析技术对所制备的样品进行了表征，利用美国Parr-6200型氧弹式量热仪测试了DAP-4的生成焓(ΔHf,DAP-4)，并利用DSC技术测试了DAP-4的热分解性能，同时也测试了DAP-4的机械感度、爆轰性能和燃烧性能。结果表明，所制备的样品确为DAP-4；DAP-4的生成焓确定为ΔHf,DAP-4=+278.6kJ/mol；其在20℃/min升温速率下热分解峰温高达392.5℃，热分解活化能为EK=247.2kJ/mol，热爆炸临界温度达到Tb=631.6K，远高于HMX的Tb值；DAP-4的撞击感度与TNT相近，摩擦感度与CL-20相近，爆速与；DAP-4及其混合炸药的化学储能、作功能力和对金属的加速能力明显高于RDX和HMX，与CL-20持平。定容燃烧实验说明，含有DAP-4的CMDB-1推进剂燃烧速率最快，燃烧压力最高，增压速率也最高。定压燃烧实验表明，CMDB-1的燃烧温度最高，达到了3501℃。

为研究含草酸铵(04 %)的一系列低燃速推进剂的燃熄可控特性，分别使用高压激光点火平台和磁吸式泄压试验发动机测定了其在稳态和瞬态下的燃烧参数，主要包括、临界泄压熄火和火焰变化过程。结果表明，随着泄压前初始压力(p0)的增加，推进剂泄压熄火所需的临界泄压速率(dp/dt)线性变化。TPB/AP推进剂中引入2 %草酸铵，0.27～2.51 MPa内的泄压复燃区域缩小23.17 %，所需的临界泄压熄火速率明显下降；0.1～9 MPa下的稳态燃速降低6.5～20.5 %，并在草酸铵含量为4 %的配方中增至13.9～26.6 %。稳态燃烧和瞬态燃烧结果间的一致性表明，草酸铵的引入，这可归因于其对AP分解的强烈抑制和较大的分解吸热作用。

铝热剂是一种固体混合物或复合物，在触发后能释放出巨大热量，通常由燃料（如金属）和氧化剂（金属或非金属氧化物）构成。它具有高能量密度、低感度、低毒性和环保等优点。尤其是纳米铝热剂，性能更为优越。自其诞生以来，铝热剂便引起了广泛关注，在微含能器件、含能药剂、材料制备与生产等领域展现出广阔的应用前景。为深入理解铝热剂的应用情况，首先回顾了其发展历程，随后以实际应用问题为导向，对铝热剂的主要应用领域及研究进展进行了综述。此外，还探讨了铝热剂应用中的安全性问题。在深入分析后，总结了当前应用研究的不足，并对未来的发展提出了展望。展望未来，铝热剂应用研究将朝着开发新型铝热剂、拓展新的应用领域以及深入研究铝热剂应用安全性等方向发展。

保持共晶炸药晶体结构的稳定性和合适的晶体形貌是其应用的前提和基础。采用降温和溶剂/反溶剂两种结晶方法，研究了CL-20/MTNP共晶在甲醇，乙醇，正丙醇，丙酮，环戊酮，3-甲基-2-丁酮，乙酸乙酯，丁酸乙酯，DMSO，甲醇/水（v/v=2:1），环戊酮/乙醇（v/v=1:6）等11种不同溶剂体系的结晶行为，获得了不同形貌的晶体产品。XRD分析表明，采用DMSO作为溶剂结晶所得晶体为CL-20和MTNP混合物，不能得到共晶炸药。采用Materials Studio软件中的AE模型和分子动力学进行理论计算，揭示了溶剂对晶体形貌的影响规律和原因，该研究为CL-20/MTNP共晶形貌的调控和优化提供了指导。基于模拟和实验结果，采用溶剂/反溶剂结晶方法，选取甲醇做良溶剂，水作为反溶剂，通过结晶条件优化，在浓度为0.017g/ml，温度为55℃，滴加速率为1ml/min最优条件下，得到的共晶晶体长径比最小，颗粒均匀性好。

嘧啶具有六元氮杂芳环结构，可作为合成高能不敏感含能材料的骨架单元。为研究嘧啶类含能化合物的爆轰性能与其分子结构的构效关系，根据嘧啶类含能化合物分子中原子相互连接的空间特性，提出了一种新的分子结构指数—定位校正指数B，此外还计算了19个含能化合物分子的电拓扑态指数，并优化筛选出其中的E13作为分子结构描述符，将E13与定位校正指数B结合，与嘧啶类含能化合物的爆轰性能进行回归分析，将B和E13这2种结构指数作为BP神经网络的输入变量，神经网络结构采用2-3-1的结构方式，构建了预测嘧啶类含能化合物爆轰性能好的神经网络法模型，每个模型的总相关系数均超过0.99，达优级相关，计算得到的氧平衡、爆热、爆速和爆压的预测值与文献值的平均相对误差分别为1.59%、1.05%、0.37%和1.28%。如将指数扩展到与噁三唑稠环类含能材料分子、含氟唑类含能化合物分子的爆轰性能等进行分析预测，同样能得到令人满意的结果。结果表明，嘧啶类含能材料分子的爆轰性能与定位校正指数、电拓扑态指数有良好的非线性关系。

为了研究熔铸装药凝固过程中颗粒运动特性，以含铝的DNAN基混合炸药为对象，基于欧拉-拉格朗日方法建立了三维非稳态液-固两相流模型，分析了铝粉颗粒在熔融态炸药中的运动规律，研究了熔融态炸药表观粘度和铝粉颗粒大小对颗粒运动的影响。结果表明，凝固过程初期铝粉颗粒整体保持向下运动趋势，随着熔融态炸药内部形成温度梯度以及环流的产生，在受冷凝固区域会形成中部颗粒上浮，四周颗粒下沉的运动现象，而在未受冷区域会形成中部颗粒下沉，四周颗粒向上的运动现象，最终导致颗粒分布不均，影响成型炸药的组分均匀性；同时发现铝粉颗粒直径越大，熔融态炸药表观粘度对颗粒运动速度影响越大，随着颗粒变小，表观粘度的影响减弱。

炸药造型颗粒是制备压装型高聚物粘结炸药（Polymer‑bonded explosive, PBX）的中间体，研究其堆积状态是掌握造型颗粒堆积结构与PBX性能之间映射关系的基础。通过X射线微层析成像（X-μCT）研究5种炸药造型颗粒样品随机堆积结构，获得了造型颗粒堆积体系的颗粒空间排列、颗粒堆积特性以及颗粒接触特征等堆积结构参量。结果表明，造型颗粒随机堆积体系存在不同程度的尺寸分离现象，粒径较大的颗粒倾向于分布在容器下方，颗粒装填过程会影响水平方向的颗粒分布取向；各样品平均堆积效率随颗粒间径向距离的增大连续变化，表明造型颗粒随机堆积结构长程无序；样品平均接触数为5~6，接近球形颗粒随机疏松堆积，而受颗粒粒径和形状的影响，造型颗粒随机堆积体系的体积分数能够超过球形颗粒随机紧密堆积的极限（0.64）。

近年来，由于航空航天科技和深海深井射孔工业等领域的快速发展，具有高热稳定性（T_d>300 ℃）的含能化合物日益引起人们的关注。到目前为止，热性能突出的含能化合物仍十分有限，研发具有高热稳定性的含能化合物依然充满挑战。本文综述了近十年来合成的热分解温度高于300 ℃的含能化合物的合成方法、物理化学性质与爆轰性能等，指出耐热含能化合物的重点研究方向是以稠杂环和联环为主，同时讨论了稠杂环以及联环骨架对含能化合物性能的影响，并对耐热含能化合物的研究前景进行了展望。

为了更好地研究铝锂合金的反应性能，本文使用TG-DSC对铝锂合金氧化反应特性及动力学参数进行了分析、使用自制的燃烧实验装置、SEM、XRD等设备对铝锂合金燃烧过程、燃烧产物组成等进行了分析，并对比不同氧化剂对合金反应特性的影响。实验结果表明：铝锂合金氧化分为三个阶段，第一个阶段从开始到800 K左右；第二阶段在800-1100 K左右；第三阶段在温度高于1100 K之后。同时，分别使用Kissinger法、Ozawa法和Friedman法计算得到合金在空气和氧气环境下反应时的表观活化能。相比于高氯酸铵，聚四氟乙烯能更好地促进铝锂合金的反应：当铝锂合金/PTFE在空气中加热时，剧烈的氧化过程在铝的熔化之后被立即观察到；当铝锂合金/PTFE在空气中燃烧时，其具有比铝锂合金/AP更大的气相火焰以及更剧烈的燃烧过程，合金中铝的燃烧效率更高，反应更加完全。

为了研究推进剂中金属燃料对氧化剂高氯酸铵（AP）反应特性的影响，本文选取两种铝基金属燃料—铝锂合金和铝镁合金，借助TG-DSC、SEM、XRD以及自制燃烧实验装置等设备，对样品释能过程及反应特性进行了分析。结果显示，铝锂合金对AP低温分解阶段和高温分解阶段皆存在抑制效果，使得其两个阶段的分解放热峰峰温升高；铝镁合金对AP低温分解阶段有较强的促进作用，使得AP低温分解峰峰温降低至287.3℃。应用Kinssinger法计算得到，当加入铝锂合金后，AP低温分解表观活化能为129.7 kJ/mol，高温分解表观活化能约为247.0 kJ/mol；而加入铝镁合金后，AP低温分解表观活化能降为负数（-207.2 kJ/ mol）。除此之外，铝镁合金/AP中AP的分解剧烈，样品燃烧时观察到了较大的气相火焰，其燃烧过程中铝、镁基本能完全反应，而铝锂合金/AP的燃烧产物依旧检测到了铝单质。这些结果为进一步探讨铝锂合金和铝镁合金在推进剂中的优势和应用提供了重要依据，有望推动推进剂领域的发展和改进。

为研究三过氧化三丙酮（TATP）在空中的爆炸冲击波传播规律，使用拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对自制TATP进行了结构检测，而后利用冲击波测试系统测试了TATP在空中的爆炸冲击波参数，分析了峰值超压、正压作用时间、比冲量及冲击波速度随比例距离的变化规律，拟合了TATP的峰值超压、正压作用时间、冲量经验公式，计算了TATP的TNT当量。测试结果表明：TATP的峰值超压、比冲量随比例距离不断降低，衰减幅度也随比例距离减小，二者实测值平均为TNT的0.87倍与0.73倍，使用超压换算TATP的TNT当量为75.39%。正压作用时间受装药质量与装药距离的双重影响，装药质量与距离越大，正压作用时间越长。近场TATP正压作用时间高于TNT，而上升速率低于TNT。TATP冲击波速度在近场迅速衰减，随着比例距离的增加，冲击波速度衰减速率逐渐降低，最终趋近于空气声速340 m·s-1。

为了探索工艺简单、性能调控空间大的合成方法，获得性能优良的含能化合物。以2,3-二氨基-2-丁烯二腈为原料，经环化、加成等步骤合成了4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪(DATP)，再进一步与硝酸、高氯酸和碘酸通过非共价键自组装策略合成了三种新型含能化合物。采用核磁共振谱、X-射线单晶衍射分析对其结构进行表征，并测试其热稳定性和机械感度；并运用EXPLO5 V6.05.02软件计算得到化合物的爆轰性能。结果表明，4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪硝酸盐(3, T_d =229.1 ℃)和高氯酸盐(4, T_d =220.5 ℃)表现出良好的热稳定性。三种化合物的理论爆速分别为7435m·s^-1(3)， 7472m·s^-1(4)，5877m·s^-1(5)；理论爆压分别为19.9 GPa(3)，21.9 GPa(4)，17.8 GPa(5)。计算得出的比冲分别为195 s (3)，205 s (4)，151 s (5)。 其中4,7-二氨基三唑并[4,5-d]哒嗪高氯酸盐撞击感度(IS>40 J)优于黑索金(RDX)和3,6,7-三氨基-7H-[1,2,4]三唑并[4,3-b][1,2,4]三唑高氯酸盐(TATOT·ClO₄)，且三种化合物摩擦感度均优于或与RDX相当。

含铝过氧化氢凝胶是一种高性能、具有较大发展潜力的新型单组元凝胶推进剂，为探索其在发动机中的点火可行性，开展了铝过氧化氢凝胶的点火过程研究。首先通过点火试验确定其点火方式，然后根据理论分析构建了含铝过氧化氢凝胶推进剂的点火模型，并提出了该推进剂的点火延迟时间计算方法，最后探究点火延迟时间的影响因素，并对推进剂的点火延迟时间进行了预测评估。研究表明，火焰点火是可行的点火方式；液滴直径、铝颗粒直径、环境温度、铝含量及过氧化氢浓度均对点火延迟时间有一定影响，其中液滴直径和铝颗粒直径对其影响最为显著；着火延迟时间与液滴、铝颗粒直径成正比，经过雾化后的液滴直径在0.5 mm以下、铝颗粒直径小于10 μm的推进剂，适用于火箭发动机。

采用同位素取代技术，将硝酸铵（NH₄NO₃）中的¹⁴N取代为¹⁵N，并对¹⁵N代硝酸铵的性能进行了研究。与普通硝酸铵相比，采用扫描电镜、红外和X射线衍射分析发现¹⁵N代硝酸铵的化学结构基本不变；NH₄¹⁵NO₃和¹⁵NH₄NO₃的密度由1.72 g·cm^-3提升至1.75 g·cm^-3和1.76 g·cm^-3，吸湿率下降至97.1%和95.2%，感度和热稳定性基本不变；采用微小药量激光点火装置测试发现NH₄¹⁵NO₃和¹⁵NH₄NO₃的爆速分别提升至6610 m·s^-1和6680 m·s^-1，爆热提升至3730 kJ·kg^-1和3840 kJ·kg^-1。证明稳定同位素技术可进一步提升现有高能材料的性能。

传统的铸造缺陷数值仿真预测包括铸件充填凝固过程中的流体流动、热传导、温度应力、凝固相变等多学科分析，导致计算耗时长。为了实现凝固缺陷的快速模拟和预测，本研究提出了一种基于条件变分自编码器（CVAE）的熔铸炸药成型缺陷预测模型。以注液温度、冒口预热温度等工艺参数为条件，通过条件变分自编码器建立工艺参数与熔铸炸药缺陷的条件概率模型。采用多层神经网络和变分推断方法结合进行模型训练，实现了RHT和DNP基熔铸炸药凝固成型缺陷预测。结果表明，与有限元直接数值计算结果比较，CVAE算法计算缺陷位置的准确率可达到99%，计算时间小于2s。CVAE在熔铸炸药缺陷概率分布建模上具有性能高，泛化性强的特点，能有效实现熔铸炸药成型缺陷的智能预测。

硝基胍发射药能量较高、且爆温较低，但该火药低温下力学性能不足。本文将碳纳米纤维（CNFs）引入硝基胍发射药体系，探究其对发射药结构及性能的影响规律。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman），对样品的结构进行表征；采用差示扫描量热法（DSC），通过Kissinger和Ozawa两种方法分别对发射药的热分解行为及动力学进行分析；通过密闭爆发器试验研究了CNFs对硝基胍发射药燃烧性能的影响；最后进行了抗冲击强度测试。结果表明：CNFs改性硝基胍发射药的结构稳定；与空白样相比，添加1%CNFs的发射药样品热分解表观活化能由200.620kJ·mol-1提高到208.652kJ·mol-1，发射药的热稳定性提升；经CNFs改性的硝基胍发射药燃烧稳定，适量的CNFs对硝基胍发射药燃烧过程有良好的调控作用。此外，适量CNFs可以有效改善发射药的抗冲击强度，添加量为0.5%时发射药的低温抗冲击强度相比空白样提高了26.03%。

针对新一代高能含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）安全性能较差这一问题，本文基于Pickering乳液法，开展了将CL-20、Al两种高能组分进行复合的工作，引入含能黏结剂NBC降低体系感度，制备了CL-20-NBC/Al球形复合含能材料。研究了油水比、物料比、表面活性剂用量对乳液稳定性的影响，采用X-射线衍射(XRD)、电镜（SEM）、差示扫描量热（DSC）对CL-20-NBC/Al复合含能材料的结构、形貌、热性能等进行了表征。结果表明，Pickering乳液制备CL-20-NBC/Al复合物，控制油水比为4/6，原料CL-20/NBC比例为4/6，表面活性剂用量为原料用量的10%时，能形成稳定的乳液体系；制备的CL-20-NBC/Al复合物为规则的球形，表面光滑，粒径分布D₅₀为27.4 μm；同时，CL-20-NBC/Al复合材料与原料CL-20相比，其放热量提高了42%；特性落高由原料的13 cm升高到40 cm，摩擦感度爆炸概率由原料的100%降低到88%，其机械安全性能得到较大幅度的提升。

为了对改性双基推进剂的机械感度进行预测，通过BAM撞击装置和摩擦感度仪对其进行试验，得到了其临界撞击能量E和临界摩擦载荷FS。基于单质炸药氧平衡指数与撞击感度的相关性探究了改性双基推进剂氧平衡指数与机械感度之间的关系，并将改性双基推进剂看作硝基含能化合物，选取氧平衡指数、N-NO2、O-NO2、-COOR和苯环作为分子结构描述符，进行多元线性回归建立机械感度预测模型并计算了改性双基推进剂的E和FS，随机选取检验样本对模型进行检验。结果表明，氧平衡指数OB100与E和FS均呈现较好的线性关系，可以对改性双基推进剂的机械感度进行判断。基于分子结构描述符建立的E和FS预测模型具有较高的相关系数，分别为0.963和0.983；同时其检验样本的均方根误差（RMSE）与平均绝对百分误差（MAPE）分别为0.40 J 和10.27%与8.33 N 和10.83%。

为深入理解含能材料在极端条件下的冲击起爆、冲击点火、爆轰过程和爆轰产物状态等，利用自洽电荷紧束缚密度泛函理论结合多尺度冲击模拟技术研究了α-、β-、γ-、和ε-四种晶型CL-20在冲击波加载下的分解反应过程，考虑到α-CL-20通常以含水加合物的形式存在，同时也计算了水分子对α-CL-20冲击分解过程的影响。结果表明，在同一冲击波速下，四种晶型（α-、β-、γ-、和ε-）CL-20中，γ-CL-20密度最小，具有最大的压缩比。当冲击波速为8 km/s时，γ-CL-20完全分解，而其余三种晶型直到冲击波速达到9 km/s时才完全分解，但四种晶型分解反应平衡后小分子产物组分和含量是一致的。此外，水分子的加入则会显著提高CL-20分子的活性，加速固相α-CL-20的裂解，增加固相α-CL-20的冲击感度。最后，冲击加载下固相CL-20的初始分解路径受晶型影响较小，主要受冲击波速影响：当冲击波速低于8 km/s时，分解反应主要源于N−NO₂键的断裂；当冲击波速超过9 km/s时，CL-20分子中N−NO₂键受到高压抑制，C−H 键中H可能优先与相邻的NO₂基形成五元环，进一步生成NO和OH。

针对固体推进剂高压动态燃速高效测试难题，分别采用冲量法和质量流率法测试两种推进剂在一系列压强下的燃速，结果表明：在喷管严重烧蚀造成的压强平稳段中，三个不同时段相近压强下的冲量法燃速分别为17.92mm/s、18.00mm/s和18.04mm/s，单次试验结果间的一致性较好；质量流率法较为简单，但喷管严重烧蚀会导致测试结果不合理。重复实验结果表明：冲量法燃速测试结果的偏差较小，复合推进剂在8~35MPa下的燃速最大偏差不超过0.3mm/s、双基推进剂在8~25MPa下的燃速最大偏差不超过0.4mm/s；质量流率法燃速结果偏差较大。喷管烧蚀不影响冲量法的燃速结果，且能够降低高压段的增压速率，有利于实现燃速对压强改变的瞬时响应。采用冲量法测试复合推进剂在20MPa下的燃速为22mm/s和21.96mm/s，与标准发动机法燃速相比，最大误差为0.45%。

1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯（TATB）是一种具有良好安定性的钝感耐热单质炸药。由于间苯三酚法合成TATB的方法产品质量高，环境友好而被应用于工业生产。为了辨识间苯三酚法合成工艺的安全风险，开展了反应安全风险评估，基于风险矩阵法和特征温度分级法，利用差示扫描量热仪、反应量热仪和绝热加速量热仪进行合成工艺中硝化反应、烷基化反应和胺化反应相关热风险参数测试，对TMRad和TD24进行了预测，结合反应机理研究工艺条件下反应体系的放热特性，评估确定了工艺危险度；通过DSC法研究了1,3,5-三羟基-2,4,6-三硝基苯（TNPG）、1,3,5-三乙氧基-2,4,6-三硝基苯（TETNB）和TATB的热稳定性，采用Kissinger法和Ozawa法计算了非等温动力学参数及热力学参数。结果表明：硝化反应和烷基化反应工艺危险度为5级，风险较高，胺化反应工艺危险度可按照1级管理；TNPG、TETNB和TATB的机械感度性能与其表观活化能的大小具有一定相关性，物质的表观活化能越大，对机械刺激越钝感。

固体炸药中的晶体形貌调控是含能材料应用领域亟需解决的前沿课题之一。晶体生长与其形貌预测是实现期望性能、获得可控和稳定晶形的有效方法，在炸药晶形调控方面取得突破性进展。本文综述了国内外结晶过程模拟方法和理论，阐释了成核、过饱和度、晶体生长和晶形预测的最新进展，并着重讨论了它们在含能材料中的潜在应用价值和现实挑战。在成核模拟中，介绍了动力学蒙特卡罗（kMC）和增强抽样方法；在过饱和度结晶研究方面，阐述了巨正则系综（GC）MC与分子动力学（MD）方案以及恒定化学势分子动力学模拟，并分析了在过饱和溶液中成核机制、溶剂-反溶剂法的结晶机制。此外，还集中探讨了基于Voronoi–Dirichlet多面体和Bell–Evans–Polanyi（BEP）原理的晶体三维生长模拟。对于含能材料的晶体形貌预测，重点介绍了基于形貌面生长机制的预测方法和基于机器学习的晶形预测方法。最后，针对含能材料晶体成核和生长进行展望，认为含能材料成核与生长模拟需扩充晶体生长机制的探索路径并建立精准高效的优选模型。附参考文献85篇。

 为了研究HTPB复合固体推进剂药浆浇铸的最佳工艺条件，采用实验与理论模拟相结合的方法，基于HTPB复合固体推进剂药浆流变性能建立了推进剂药浆流动过程的本构模型，在构建的推进剂浇铸工艺物理模型的基础上，利用有限元软件对HTPB复合推进剂药浆浇铸工艺进行仿真，通过实验验证了仿真结果的可靠性，并对该推进剂药浆浇铸工艺进行了优化，获得了最佳浇铸工艺参数。结果表明，该推进剂药浆的流变性能最优本构模型为Power模型，拟合度为0.9993，实验与仿真对比后的气孔率及浇铸时间误差分别为12.5%和11.25%。最佳浇铸工艺条件为：花板开度是12.5°，浇铸温度为45℃，模具内压力为92Pa，在此工艺条件下浇铸推进剂药浆的浇铸时间是675s，气孔率为0.14%。

总结了固体推进剂断裂特性的影响因素，对固体推进剂断裂性能及裂纹扩展的研究进展进行了综述；介绍了模拟推进剂断裂及裂纹扩展等过程的常见数值仿真方法；对固体推进剂断裂的研究方向和发展趋势进行了展望，认为考虑热力耦合影响因素的动态断裂研究、燃烧环境下的断裂性能研究、实现动态加载下全过程的实时细观观测和数值仿真方法的更新是未来固体推进剂断裂与裂纹扩展研究的重点。附参考文献75篇。

This study employed ANSYS (Fluent) to set up an orthogonal experimental design for simulating the preparation of AP/Cu-en composite microspheres via the electrostatic spray method. Additionally, a controlled variable approach was used to simulate the influence of flow rate, solvent ratio, and solid mass on the experimental results. The purpose is to study the optimal process conditions for preparing Cu-en/AP composite microspheres through electrostatic spray and to reveal the effects of changes in droplet properties and flow rate during the electrostatic spray process on the experimental results.The results indicate that under the following process conditions: a flow rate of 2.67e-3 kg/s, acetone to deionized water ratio of 1.5:1, and a solid mass of 200 mg, the theoretical diameter of the composite microspheres can reach the nanoscale. These microspheres exhibit high velocity within the electric field, there was no significant deviation in the motion trajectory. The particle diameter decreases with the increase of velocity.In the process,This decreasing trend begins to moderate when the flow rate is 1e-3kg/s. When increasing the solvent ratio (higher acetone content),at the begging，the particle diameter is reduced, followed by an increase. An increase in solid mass also leads to reduced in particle diameter. At a solid mass of approximately 220 mg, the particle diameter starts to increase linearly. It will be explained in detail in this paper.

火炸药中增塑剂、钝感剂等组分在浓度梯度度等作用下会发生迁移，影响火炸药的结构完整性、力学、燃烧等性能，加大火炸药的失效风险和使用安全风险。针对推进剂、发射药和炸药中组分迁移的机理、迁移的规律特性表征、迁移的影响因素以及迁移的抑制，介绍了以浓度梯度和极性作用为迁移驱动力的浓度扩散理论与极性作用理论，归纳了基于先进分析技术和迁移动力学的组分迁移量及迁移能力表征方法，阐述了温度、分子间相互作用、交联密度、位阻、结构等因素对组分迁移的影响，总结了化学合成法、材料改性法、添加剂法等迁移抑制方法，提出了建立快速、无损的组分迁移表征方法、完善迁移模型以及新型抗迁移组分的合成等发展方向。

难熔高熵合金（Refractory high-entropy alloy，RHEA）材料在活性破片领域具有较好的应用前景，而其动态失效特性决定了它的冲击释能性能。为了研究TiZrNbHf RHEA在动态冲击下的动态力学特性，使用20 mm口径的一级轻气炮试验平台通过非对称平板撞击试验来进行研究，通过扫描电子显微镜对回收试样进行分析，从微观角度分析其层裂机制。结果表明，在塑性波冲击峰值压力范围为0~20 GPa时，TiZrNbHf RHEA的层裂强度范围为1.81~2.41 GPa，研究发现RHEA的层裂强度明显低于3d族元素HEA。TiZrNbHf RHEA的Hugoniot弹性极限随着冲击速度增大而增大，从3.05 GPa增大至3.57 GPa，再加速度也随冲击速度增大而增大。试验得到的Hugoniot状态方程显示出线性关系，通过冷能混合法得到的状态方程与试验数据相比较低，但在实验范围内可以用来预测材料性能。通过对回收试样进行金相分析，SE和BSE图显示孔洞相连形成裂纹，对典型损伤区域进行观察可以发现其损伤区域存在大量的韧窝和少量的河流状花样，说明了其损伤模式为韧性断裂为主的混合断裂模式。

本文从减少外界刺激的影响和优化含能材料结构设计的角度出发，综述了单质含能材料在不同降感策略下的降感机制，具体包括缓冲、润滑、导电、吸热和绝热、改善含能材料晶体品质和增强含能分子稳定性等，分析了多维度降感策略如使用多功能的降感材料和耦合多种降感手段对应的综合降感机制，并提出了今后含能材料降感的发展方向：研发兼具高能和钝感特性的含能材料，研究含能材料降感机制与使用环境的关联性，以及从分子尺度建立普适性更强的定量化描述感度的模型，为设计新型高能钝感含能材料提供理论指导与技术支撑。

为了改善HMX的安全性能，将低感度的FOX-7作为二元共晶的另一组分，通过超低温辅助重结晶法制备了不同摩尔比的HMX/FOX-7纳米共晶。采用SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG对所制备的HMX/FOX-7共晶的形貌、结构、热性能进行了表征，并对其机械感度进行了分析。结果表明，所制备的HMX/FOX-7共晶主要为类球形颗粒堆叠的多孔结构，其粒径主要分布在0.1~0.5 μm之间；在HMX/FOX-7纳米共晶的形成过程中，液氮对溶液的“低温冻结”以及HMX、FOX-7分子间氢键的形成对纳米共晶的形成具有重要影响。HMX/FOX-7纳米共晶的表观热分解焓相比原料大幅上升，并随HMX含量的增加而提高。与原料HMX相比，HMX/FOX-7纳米共晶的机械感度均大幅下降。当HMX、FOX-7两者的摩尔比为1:3时，所制备的HMX/FOX-7共晶具有最低的机械感度：撞击感度大于45J，摩擦感度为288N。

激光溅射法制备氮原子簇是制备多氮或全氮含能材料技术发展方向之一，气氛环境对氮原子簇的形成具有重要影响。为了研究不同气氛环境下脉冲激光溅射含氮化合物产生的等离子体特性及其演化过程，以氮化硼（BN）作为靶材，使用脉冲激光分别溅射氮气、空气和近真空环境中的BN，通过光谱仪采集不同延迟时间下溅射所产生的等离子体信号，揭示了等离子体的生长及消亡过程。研究结果表明，溅射环境气氛会参与到等离子体的形成中，三种不同溅射环境下，在氮气中溅射BN会产生存在时间最长的氮等离子体种类，氮气中溅射BN所产生的等离子体光谱信号强度也最大。

发射药是身管武器的发射能源，硝化纤维素（NC）是其主要组成成份之一。发射药的制备工艺主要是“塑化-挤出”成型，塑化效果对发射药质量好坏起着至关重要的作用，但目前对塑化效果评判方法十分有限。为了研究发射药塑化过程中的特征参数，实验基于双螺杆塑化-挤出的方法，研究了溶剂、增塑剂种类和塑化时间对单基药塑化工艺的影响。利用Owens三液法计算乙酸乙酯（EAC）、四氢呋喃（THF）、丙酮（ACE）和1:1醇酮混合溶剂塑化后NC的表面张力，结果表明1:1醇酮混合溶剂塑化90 min后NC表面张力最高（43.07 mN/m），且不会粘壁粘杆，是本研究中最为合适的溶剂。通过接触角计算不同塑化时间时不同含氮量（12.14%、12.80%和13.45%）NC的表面张力，其表面张力最大值均出现在90 min，拉伸力学性能研究表明塑化时间为90 min时，12.80%NC的单基药同时具有最大抗拉强度39.10 MPa和最大断裂伸长率16.9%，与经验法判断塑化效果较好的时间一致。进一步研究了不同增塑剂对表面张力的影响，含氮量12.14%和12.80%NC表面张力最大值随着增塑剂含量的增加均提前至60 min出现，13.45%NC表面张力最大值仍于90 min时出现，对应条件下，各组样品的抗拉强度及断裂伸长率与表面张力具有相同的变化趋势。因此，NC塑化过程中，表面张力与溶剂、增塑剂和塑化时间相关，且与拉伸力学性能变化趋势具有一致性，可作为发射药塑化效果初步判断的特征参数之一。

尝试应用含硝酸盐共晶溶剂（nitro-DES）兼作硝化试剂，以自制Ag/C3N4为光催化剂，在温和的非酸体系中，由苯甲醚硝化合成二硝基苯甲醚（DNAN）。结果表明：以等摩尔比配制的硝酸锌与氯化胆碱可自发形成一种低熔点的透明极性溶剂，便于可见光能量的输入与传递，同时提供硝化反应的硝基来源；贵金属的掺杂可显著提高C3N4的光催化活性，以氙灯模拟太阳光、反应温度为55 ℃、光照时间为3 h，即可使90%以上苯甲醚转化为二硝基苯甲醚，根据自由基抑制实验，推测其中涉及氮氧自由基为中间体的硝化机理。与硝酸、硝酸盐等经典硝化试剂相比，本文展示了一种更安全环保制备硝基含能材料的新趋势。