温度和压力是控制材料的结构与性能的两个重要的物理变量,同时也是分析含能材料的爆轰实验所离不开的两个关键参量。含能材料在温度、压力等外界刺激下会引起体系微观结构和后续化学动力学的改变,而这些改变直接影响并决定着含能材料的基本物性和宏观相应特性,最终影响含能材料的爆轰和安全性。含能材料的爆轰过程中冲击波以km/s的速度传播,使得其动力学分析变得极为困难,而开展含能材料的静高温高压实验,使得含能材料在高温高压条件下的各种物性分析成为可能。高压可以有效地减少含能材料分子间的距离,改变其分子间作用力,进而引起含能材料的结构和性质发生改变;而高温不仅可以改变含能材料的物态,还可以提高含能材料的活化性能,加速其物理和化学反应的变化。本文主要研究了含能材料RDX(1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮杂环己烷)在高温、高压、高温高压条件下的结构相变规律以及化学分解反应的研究。全文共有六章,内容如下:第一章、对高压科学技术,高压技术应用领域及高压下含能材料的研究进展做了简介。第二章、采用升华重结晶的方法,制备出纯度较高的小颗粒状亚稳相β-RDX单晶。升华温度,沉积时间及衬底表面的亲疏水性选择是获得纯度较高β-RDX的关键因素,较低的升华温度,较短的沉积时间和使用亲水性衬底更有利于β-RDX的生长。第三章、研究了在静高压条件下β-RDX的结构演化行为。在3～9GPa的压力区间,β-RDX转变为一个新相,此相变明显不同于机械冲击压下β-RDX向α-RDX的不可逆结构相变。在β-RDX的静水压实验中发现,β-RDX经过22 GPa的静水压作用后,其高压下的相变行为是可逆的；但是高压导致CH2基团的畸变恢复需要一个压力阈值约为20 GPa。第四章、系统研究了压力环境对α-RDX相变行为的影响,并获得了 RDX精确的相变点。采用氦气充当传压介质,α-RDX在3.5 GPa压力下瞬间转变为γ-RDX;而使用其他传压介质(如氩气、甲醇:乙醇(体积比4:1)、不加传压介质等)情况下,α-RDX向y-RDX相变开始于2GPa,并于4.3GPa左右完成。随着压力的继续增加,18GPa左右,γ-RDX转变为δ-RDX,此相变行为的发生并不受压力环境的影响。此外,在28GPa左右,δ-RDX会转变为ζ-RDX,实验过程中发现所有的相变都是可逆的。第五章、研究了非静水压环境下RDX的高温高压相变及化学分解行为。采用RDX本身充当传压介质的非静水压环境下,RDX的相变温度及化学分解的温度明显高于文献报道的采用氩气作为传压介质的静水压环境下的温度,并获得了RDX在非静水压环境下的P-T相图;此外,对高温高压相ε-RDX的加压过程中发现其分子结构发生重排或者畸变。第六章、对研究结果做了总结。