高熵合金作为一种新型活性毁伤材料，近年来在活性毁伤领域受到广泛关注。高熵合金不仅具有高强度、高硬度、优异的塑性和能量释放特性，而且材料成分和性能参数可设计，可以满足不同应用场景下的材料需求。此外，高熵合金在加工成型、力学强度和冲击释能等方面也具有潜在的应用优势，特别是Ti-Zr基体系因具备侵彻-释能耦合效应成为研究热点，已有实验证实了高熵合金在活性毁伤领域的应用潜力。目前，活性高熵合金在弹体壳体、活性破片、药型罩、穿甲弹等领域具有广阔的应用前景。介绍了活性高熵合金的定义和特点，归纳了现有活性高熵合金体系，梳理和总结了活性高熵合金动态力学行为和冲击释能特性研究现状以及潜在应用领域，并对其在活性毁伤领域的未来发展方向进行了展望。

随着人们对含能结构材料力学性能及释能效果的综合要求不断提高，传统含能结构材料难以同时满足高强度及高释能水平的需求。为此，通过粉末冶金工艺，制备了一种新型Ti_1.5ZrNbMo_0.5W_0.5高熵合金，系统研究了该合金的微观组织、力学性能、毁伤效能及能量释放机制。结果表明，Ti_1.5ZrNbMo_0.5W_0.5合金具有高致密度、较小的晶粒尺寸和优异的准静态及动态压缩性能。在弹道枪实验中，尺寸为$\varnothing $8 mm×8.5 mm的Ti_1.5ZrNbMo_0.5W_0.5合金破片在637、861和1126 m/s速度下，可分别击穿厚度为6、8和10 mm的Q235钢板，穿靶后破片破碎并发生剧烈的释能反应，释能过程以富Zr区域的显著氧化为主导，该过程释放大量热能，并可引燃棉花和汽油等靶后易燃物。研究结果揭示了Ti_1.5ZrNbMo_0.5W_0.5高熵合金的释能机制，评价了其在实际穿甲应用场景下的综合毁伤效能，为该体系合金的进一步研究和应用提供了理论基础和实验依据。

金属铝（Al）作为常用的活性金属之一被广泛应用于活性材料体系中，但Al存在反应活性偏低制约体系能量释放的问题。为此，将铝铈合金引入反应体系中，利用稀土铈的高反应活性的特性强化铝的反应活性。为研究稀土基活性材料在冲击过载下的力学特性和点火性能，开展了Al₂Ce/PTFE、Al/PTFE、Al₂Ce/高氧酸铵（AP）、Al/AP 4种活性材料体系的制备和表征，通过分离式霍普金森压杆实验系统动态加载，测量了4种活性材料体系的动态应力-应变曲线、点火延迟、燃烧持续时间等性能；通过热分析测试，分析了不同含量活性金属对AP的热分解性能的影响。结果表明：4种活性材料存在未燃烧、燃烧和爆燃3种冲击点火形态；Al₂Ce/PTFE和Al/PTFE材料的点火性能较差；Al₂Ce/AP体系的极限强度和临界失效应变较高，且冲击点火形态为爆燃，点火延迟和持续燃烧时间均低于Al/AP体系；Ce元素的引入加速了AP的分解，并使Al₂Ce/AP体系的焓值大幅提高，能量释放更集中。Ce元素可以有效地提高金属铝的反应活性，其高反应活性的特性使活性体系材料的反应进程加速，并显著强化活性材料体系在冲击作用下的能量释放。综上所述，稀土铝合金材料因具有高反应活性优势，对于研制铝基冲击反应材料具有重要意义。

利用分子动力学模拟研究了单个铝纳米球（单重态）与初始呈I型构型的2个铝纳米球聚集体（双重态）碰撞的动力学过程。根据初始撞击速度的不同，纳米球体会产生反弹、黏附、聚集和熔融4种碰撞结果。当撞击速度极低时，纳米球体间的排斥力使其无接触反弹，且反弹临界速度随纳米球体直径的增大而降低。随着撞击速度增大，纳米球体因相互黏附形成新键而发生烧结。通过共邻分析、位错分析和均方位移等方法，定量表征了单重态-双重态碰撞过程中的相变和原子扩散现象，从而揭示了烧结机制的本质。通过监测不同直径单重态的温度变化，最终确定了单重态熔融的临界撞击速度。

粉末压制技术是制备高聚物黏结炸药（polymer bonded explosives，PBX）的常用手段，其工艺参数对成型PBX材料的微观结构和力学性能具有重要影响。系统地探讨了制备工艺参数对成型药柱微细观结构及其压缩力学性能的影响。首先，采用不同的压制参数，包括压制速率、孔隙率、温度和颗粒级配，制备了6种圆柱形PBX样品，通过扫描电子显微镜和计算机断层扫描获取了样品的初始微细观结构信息。然后，在宽应变率范围内（0.0003～7000 s⁻¹）对PBX样品开展了一维应力压缩实验，获取其应力-应变响应，并基于ZWT本构模型构建了PBX样品的率相关非线性本构模型。最后，对准静态压缩后的回收样品进行扫描电镜表征，观察和分析其变形和损伤机制（晶内/晶间断裂和界面脱黏）。研究结果系统地揭示了PBX材料的“压制工艺参数-微观结构特征-宏观力学性能”三者之间的映射关系与规律，为PBX材料的构效关系研究提供了丰富的结构特征和力学响应数据，构建了非线性力学本构模型，对PBX材料的生产工艺优化和力学性能评估具有指导意义。

为探究裂纹及其间隙对2,4-二硝基苯甲醚（DNAN）基含铝炸药机械热点形成后反应传播特性的影响规律，制备了含不同初始裂纹的炸药药柱，采用基于发射药燃烧加载方式的炸药点火试验装置，模拟了炸药的反应传播过程，获取了加载过程和炸药反应过程的压力变化曲线以及试验后的炸药形貌特征，结合数值模拟，分析了不同预制裂纹的炸药药柱在相同药量发射药燃烧加载下的应力场分布特征。结果表明：无裂纹或无间隙“一”字裂纹工况下，药柱残骸完整，加载压力达到峰值后迅速下降，未发生反应，热点区域位于底部；含1 mm间隙裂纹工况下，药柱发生断裂并出现局部低速反应，压力衰减过程缓慢。其中，“一”字裂纹工况的热点区域转移至侧表面，而“十”字裂纹工况形成侧表面与底部的双重热点区域，反应程度进一步提升。结果表明，预制裂纹可改变应力分布并扩展热点区域，进而显著影响炸药的反应进程。

针对PBX-9502粉末与502胶按一定比例混合的低密度炸药，基于BKW程序，采用理论分析方法，对其爆轰性能和状态方程（equation of state，EOS）进行了研究。采用基团贡献法，计算了Kel-F（PBX-9502黏结剂）和氰基丙烯酸乙酯（502胶主要成分）的生成热，确定了18种含F、Cl元素的产物气体的标准熵温度系数和余容，在BKW程序框架下，针对5种配比、4种密度状态给出了爆轰产物的CJ爆速和爆压，并根据计算所得CJ等熵线拟合出相应的JWL状态方程参数。结果表明，爆速、爆压与初始密度正相关，而与502胶含量负相关。所得JWL状态方程参数可供通用爆轰计算软件使用，以实现装置爆轰性能评估，为实际应用中502胶配比和混合装药密度选择提供了理论依据，相关方法也可直接推广至其他配方炸药（硫、铝）的爆轰参数研究中，具有重要的工程应用价值。

为研究氮化硼（BN）含量对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响，通过透射电镜和光学显微镜表征、铁板实验测试、空中爆炸测试、探针法和铅柱压缩法，观测了炸药的微观形貌，测定了含BN现场混装乳化炸药的热感度、冲击波参数、爆速及猛度，结合理论计算，系统研究了BN含量对炸药微观结构、热感度和爆炸性能的影响。测试结果表明，BN的加入未显著影响内相液滴的稳定性。在240 ℃下，炸药样品的爆发延滞期从114.28 s（空白样品）延长至173.95 s（含1.2% h-BN）。随着BN的质量分数从零增至1.6%，爆速、猛度、峰值超压、比冲量均呈现先增后减的变化趋势：爆速由3850.45 m/s增至4724.89 m/s随后降至3903.20 m/s，最大增幅为22.71%；猛度由13.86 mm增至19.87 mm后降至17.18 mm，最大增幅为43.36%；峰值超压由136.44 kPa增至318.33 kPa后降至285.41 kPa，最大增幅为133.31%；比冲量由9.23 Pa·s增至33.98 Pa·s后降至31.99 Pa·s，最大增幅为268.15%。研究表明，引入适量BN可显著提升现场混装乳化炸药的爆炸性能。

多孔硝酸铵因其多孔隙结构常被用于特定作业，但其运输成本较高。为此，以离子表面活性剂PST为添加剂，通过喷雾造粒法制备了多孔隙改性硝酸铵，研究了不同质量分数（0～0.4%）的PST对硝酸铵孔隙结构、吸油率、热稳定性及爆炸性能的影响。结果表明：随着PST含量的增加，硝酸铵由致密颗粒逐步转变为具有明显连通孔隙的多孔结构，热稳定性基本保持不变，基体化学组成未发生本质改变，但吸附水降低。改性后样品与油相的结合能力提高，所配装药的爆速由未改性时的“未正常起爆”提升至2831.85 m/s。微量PST可在基本不损害热安全性的前提下，诱导硝酸铵形成多孔结构，并显著改善爆速表现，具有较大的工程应用潜力。

为提高含能材料爆炸能量的输出总量和功率，通过金属丝电爆炸产生的等离子体驱动含能材料环四亚甲基四硝胺（HMX）起爆，实现电能与化学能的耦合释放。通过搭建的电-化耦合爆炸实验系统，在常温常压空气中测量了爆炸过程中的电压、电流曲线，将电-化耦合爆炸划分为金属丝相变、电流暂停、等离子体放电和振荡放电4个典型阶段。研究表明，不同材质金属的主要能量沉积发生在不同阶段：镍和铜等凭借中等沸点及高电阻温度系数在金属丝相变和电流暂停阶段实现了高效的相变能量沉积；在等离子体放电阶段，铝因氧化层破裂发生爆发式汽化，并凭借低电离能形成高导等离子体，沉积能量显著跃升；钨通过液态显热蓄积和电阻急剧上升，在等离子体放电阶段的沉积能量占比超过80%。研究还发现，电流暂停现象受到金属材质（如电阻温度系数、沸点及汽化潜热等）的影响，其中，铜表现出最长的电流暂停时间，而钨则未出现该现象。研究结果揭示了金属材质对能量沉积过程的影响机制，为提升含能材料的能量输出总量和功率提供了实验依据与技术支撑。

针对Lee-Tarver点火增长反应速率方程参数多且不易标定的问题，在三项式结构的基础上，引入半周期三角函数对模型进行优化。新速率方程优化了点火项的连续性，将增长项和完成项的形状因子最大数值限制为1，减弱了比例系数和形状因子的参数补偿，消除了三项式的反应度极限，将反应速率方程参数由15个降至10个，提高了参数标定的效率。基于LS-DYNA对改进的点火增长模型进行二次开发，对比计算了Lee-Tarver模型和优化模型的冲击起爆仿真结果，炸药内部压力和反应度高度一致，验证了模型开发的正确性。基于炸药驱动金属板试验结果，应用LS-OPT标定了优化的点火增长模型参数，并统计了反应速率方程参数的敏感度，提炼出了关键参数，可为进一步提高参数标定效率提供参考。仿真结果与炸药驱动金属板试验结果的相对误差小于3%，验证了标定参数的准确性。应用改进的点火增长模型，结合子弹/破片撞击弹药的安全性试验，研究了子弹/破片撞击下弹药的冲击起爆响应特性。子弹撞击弹药后66 μs内炸药内部峰值超压达到14.5 GPa（爆压的48.3%），表明炸药未发生爆轰反应；破片撞击条件下，炸药内部峰值超压仅为0.79 GPa，近撞击点的反应度大于其他区域，最大反应度仅为0.01，炸药未起爆。优化模型的仿真结果与试验测试结果的一致性较好，验证了优化开发的点火增长模型的工程应用性。