含能材料作为一种是重要产品,在军事和民用上有着广泛的应用。一直以来,对含能材料的理化性质和爆炸、燃烧过程的研究都非常重视,因为这关系到含能材料的可靠性、安全性和使用效能。本文主要对含能材料的几个光学问题进行研究,丰富对含能材料的认识。光辐射作为爆炸反应中的能量释放途径之一,本身就反映爆炸过程中的多种物理和化学变化信息,在含能材料爆炸过程中扮演的重要角色。对光辐射的光谱学研究和微观产生机制研究已有了许多成果,但是仍有不少问题没有解决。不同于含能材料的做功能力、热能和反应能等重要的物理化学参数,光辐射能就一直没有受到重视,至今还没有进行过定量测量,这造成对含能材料爆炸过程中能量释放途径的认识缺失了一环。光在含能材料及其包裹材料中的传播和吸收,也是我们非常感兴趣的问题,这也关系到含能材料制品在光辐照下的稳定性和安全性。基于上述问题,我们以硝基含能材料黑索金(RDX)为对象,以光谱技术为基础,对RDX在爆炸过程中的光辐射能量进行初步测量估算,给出了光辐射能量和质量的关系。同时对RDX和包裹物材料聚偏二氟乙烯(PVDF)进行量子化学计算模拟,给出其光学性质,并讨论不同波长的光辐照对它们的影响。本文开展的主要研究工作和基本结论如下：1、对封装在真空石英管中的不同质量RDX进行热冲击作用实验,得到了实验样品发生热分解、燃烧和爆炸三种情形下的几率。对RDX热分解后的残余固体做了表征分析,这些固体产物为纳米尺度的碳化物颗粒,分子式可能为C74N23O3,颗粒平均大小为15.8nm,其尺度分布主要集中在8.80nm～17.66nm之间。对RDX热分解的气体产物做气相质谱分析的结果表明,气体中含有N氧化物、CH4、C2H4、C3H6等气体组分。2、获得了239nm-871nm波长范围的爆炸光谱相对强度曲线。测得的500nm～800nm波长范围的爆炸光谱与他人的实验结果相似。3、我们计算发现了423nm、554nm、589nm和768nm这些线谱可以由电子迁移形成,而并非一定是杂质原子导致的。4、利用光电倍增管作为能量探测器搭建了光辐射能测量系统,测量出在261nm-650nm波长范围内RDX爆炸时发出的光辐射能和质量有负指数关系,当RDX质量为20mg时,单位质量的光辐射能等于6.24MJ；质量为35mg时,单位质量的光辐射能等于1.17MJ：当质量远远大于35mg时,单位质量的光辐射能趋于1.26MJ。而RDX在封闭的真空空间燃烧时,单位质量能够释放出约4.93MJ的光辐射能。5、利用基于密度泛函理论的第一性原理计算了含能材料RDX和包裹物材料PVDF的电子结构和光学性质。确认PVDF对175nm～400nm的紫外光是透明的,而这一波段紫外光直接被RDX强烈吸收,PVDF不能在对RDX形成“光保护”,有可能引发RDX的爆炸反应。