纳米铝粉（n-Al）是纳米铝热剂中应用最为广泛的金属燃料。n-Al在生产、存储以及燃烧过程中,往往会在颗粒表面型成Al₂O₃氧化层从而阻碍反应的进行,使纳米铝热剂的反应性能受到影响。除此之外,纳米铝热剂在加工和使用过程中还存在颗粒极易团聚和药柱强度较低等问题,都在一定程度上制约了其在含能材料中的应用。本文主要针对以上问题开展了系统的研究。设计了一种新型的n-Al/FeF₃纳米铝热剂,并对其热分解过程和燃烧性能进行了研究。研究结果表明:n-Al/FeF₃主反应的起始反应温度比n-Al/n-Fe₂O₃纳米铝热剂低,分别为410℃和529℃。n-Al/FeF₃比n-Al/n-Fe₂O₃纳米铝热剂反应更完全,二者反应方程式分别为Al + FeF₃ = AlF₃ + Fe和2Al + 9Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 6Fe₃O₄。n-Al/FeF₃ 纳米铝热剂的反应热更高,为1824 Jg^-1,是n-Al/n-Fe₂O₃纳米铝热剂放热量的8.4倍。n-Al/FeF₃纳米铝热剂燃烧时比n-Al/n-Fe₂O₃纳米铝热剂有更大、更明亮的火焰。当两种铝热剂组成均为化学计量比时,10mgn-Al/FeF₃样品燃烧的平均时间为38.7ms;而10mg n-Al/n-Fe₂O₃样品燃烧的平均时间为55.2 ms。研究了一系列含氟高聚物纳米铝热剂（纳米铝热剂:n-Al/n-CuO、n-Al/n-Fe₂O₃、n-Al/n-Co₃O₄和n-Al/n-NiO;含氟高聚物:聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE））的热分解过程。通常研究认为含氟高聚物在纳米铝热剂的反应过程中仅作为氧化剂,而本研究修改了这种传统认识。研究结果表明:在铝热剂反应过程,含氟高聚物中的氟元素将n-Al氧化生成氟化铝;氢、碳元素将金属氧化物还原生成水和二氧化碳。n-Al/n-CuO/PVDF和n-Al/n-CuO/PTFE纳米铝热剂燃烧性能的研究结果表明:向n-Al/n-CuO纳米铝热剂中加入PVDF和PTFE可以提高样品定容燃烧的最大压力（PVDF最高提高86%,PTFE最高提高54%）,并在一定范围内提高其燃烧速率（PVDF最高提高13%,PTFE最高提高145%）。采用静电喷雾法/纺丝法分别制备了结构增强型n-Al/n-CuO/PVDF含能复合薄膜（由纳米铝热剂层和PVDF增强层交替组成的多层复合薄膜）和纤维增强型n-Al/n-CuO/PVDF含能复合薄膜（由纳米铝热剂基体包裹PVDF纳米纤维组成的复合薄膜）,并对所制得的薄膜材料进行了燃烧性能和机械性能研究。研究结果发现,在纳米铝热剂薄膜中采用结构增强和纤维增强结构,都可以在不改变含能材料组成的情况下大幅提高其燃烧性能和机械性能,这为纳米铝热剂药柱的装药结构设计提出了一个新的方法。