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共晶含能材料通过超分子在排列方式和堆积方式上的微小变化实现对含能材料理化性质的调节,已成为当前高能单质炸药改性的一种有效途径。六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）和奥克托今（HMX）是两种性能优异的现役硝胺类炸药,理论爆速均超过了9000 m/s,然而高感特性限制了其在混合炸药和推进剂中的应用。为了在保证输出能量的同时降低炸药的感度,本研究以CL-20和HMX为基,采用溶剂挥发法和绿色球磨法制备出五种共晶含能材料,研究了共晶技术对含能材料性能的影响,考察了共晶结构中分子间相互作用力的变化规律,揭示了共晶超分子体系的组装机理,具体研究内容如下:（1）通过量子化学计算分析CL-20、HMX和三硝基甲苯（TNT）的Hirshfeld表面、2D指纹图、约化密度梯度（RDG）填色散点图、填色等值面以及静电势着色的分子范德华表面,在分子结构水平上准确量化晶体堆积中分子内和分子间的相互作用力,可视化各分子结构中相互作用力的类型、位置、强度、频率以及电荷分布,预测共晶分子的结合方式和反应活性位点。结果表明,在CL-20、HMX和TNT分子结构中的硝基基团上存在大面积的富电子区域,具有较强的电负性,表现出极强的吸电子能力,同时还产生了大量较强的分子间的相互作用力,包括形成共晶的主要驱动力—氢键和范德华力,有助于刺激共晶超分子的形成。（2）采用溶剂挥发法,并引入“绿色化学”的理念制备出CL-20/TNT共晶含能材料（晶体1）,采用绿色球磨法制备出微纳米CL-20/TNT共晶含能材料（晶体2）。采用X射线单晶衍射（SXRD）、X射线粉末衍射（PXRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、激光共聚焦拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、差式扫描量热（DSC）对原料和共晶的性能进行表征测试,并评估其能量水平和安全性能。结果表明,SXRD中,晶体1的基本构建单元是摩尔比为1:1的CL-20分子和TNT分子,晶体密度为1.934 g·cm-3,证明晶体1为高密度的CL-20/TNT共晶;PXRD中,晶体1、晶体2和单晶衍射预测的PXRD图谱的衍射峰基本吻合,证明晶体2为微纳米CL-20/TNT共晶;同时,这一结论也在FT-IR和Raman测试中得到进一步证实;SEM中,晶体1表面光滑,呈六面体状,粒度约为1 mm左右,晶体2呈不规则光滑球状,粒度在80 nm600 nm之间;XPS中,共晶前后样品的化学成分没有改变,且样品纯净;DSC曲线中,与原料相比,晶体1和晶体2的热稳定性均得到有效改善;爆速测试中得到晶体2的爆速为8631 m·s-1,具有比TNT更高的能量性质;机械感度测试中,晶体1和晶体2均表现出比CL-20更好的安全性能。Hirshfeld表面分析中,CL-20/TNT共晶的分子结构中存在更多、更强的相互作用力,具有比TNT更高的爆速和H50;2D指纹图中,更多种类的相互作用力说明CL-20/TNT具有比CL-20更好的安全性能;RDG分析中,CL-20/TNT共晶中存在明显的氢键和范德华力;由ESP分析的最大值和最小值的和可知,样品的爆速以CL-20>CL-20/TNT>TNT的顺序下降,由最大值可知原料与共晶的撞击感度以CL-20>CL-20/TNT>TNT的顺序下降。此外,还研究了晶体1和晶体2的组装机理,提出了晶体1非均相成核过程中的动力学结构模型以及晶体2的分子自组装模型。（3）采用溶剂挥发法制备CL-20/HMX共晶含能材料（晶体3）,采用绿色球磨法制备出微纳米CL-20/HMX共晶含能材料（晶体4）。采用SXRD、PXRD、SEM、FT-IR、Raman、XPS、DSC对原料和共晶的性能进行表征测试,并评估其能量水平和安全性能。结果表明,SXRD中,晶体3的基本构建单元中包含2个CL-20分子和1个HMX分子,证明晶体3为CL-20/HMX共晶;PXRD中,晶体3、晶体4和单晶衍射预测的PXRD图谱的衍射峰基本吻合,证明晶体4为微纳米CL-20/HMX共晶;同时,这一结论也在FT-IR和Raman分析中得到进一步证实;SEM中,晶体3表面光滑,呈规则的多面体状,粒度约为350μm左右,晶体4呈不规则的光滑球状,粒度在50 nm200 nm之间;XPS中,共晶前后样品的化学成分没有改变,样品纯净;DSC中,相比原料,晶体3和晶体4的热稳定性均得到有效改善;爆速测试中得到晶体4的爆速为8724 m·s-1,与HMX相当;机械感度测试中,晶体3和晶体4均表现出比原料更好的安全性能。Hirshfeld表面分析中,CL-20/HMX共晶中的相互作用力变弱,表现出比两原料更好的安全性能;2D指纹图中,更多种类的相互作用力进一步说明CL-20/HMX具有比HMX更好的安全性能;RDG分析中,CL-20/HMX共晶中存在明显的氢键和范德华力;由ESP分析的最大值和最小值的和可知,样品的爆速以CL-20>HMX>CL-20/HMX的顺序下降,由最大值可知,样品的撞击感度以CL-20>HMX>CL-20/HMX的顺序下降。研究了晶体3和晶体4的组装机理。（4）采用绿色球磨法制备出微纳米HMX/TNT共晶含能材料（晶体5）。采用SEM、PXRD、FT-IR、Raman、XPS、DSC对原料和共晶的性能进行表征,并评估其能量水平和安全性能。结果表明,SEM中,晶体5呈不规则的光滑球形,粒度约在50300 nm之间,平均粒径约为150 nm;PXRD表明绿色球磨法制备的微纳米HMX/TNT共晶不是两种原料在宏观层面上的简单物理堆积,而是产生了新的物相晶型;FT-IR图谱和Raman分析中,晶体5的红外谱峰和拉曼谱峰与两原料和简单混合物相比均发生了变化;XPS说明共晶前后样品的化学成分没有改变,且样品纯净;DSC曲线中,晶体5的热稳定性得到有效改善;爆速测试中得到晶体5的爆速为7300 m·s-1,具有比TNT更高的能量性质;机械感度测试中,晶体5表现出比原料HMX和简单物理混合物更优异的安全性能。研究了晶体5的组装机理。