高聚物黏结炸药（polymer bonded explosives,PBX）是混合炸药的一种,可看作以高能炸药晶体为主体,加入高聚物黏结剂制成的复合材料,在武器杀伤、工业爆破中有广泛应用。PBX用作核武器用主装药时,常以奥克托今（HMX）和三氨基三硝基苯（TATB）作为炸药晶体,其含量在80%以上。在生产、加工、运输、贮存等过程中,PBX会经历复杂的温度和力学环境,从而产生孔洞、微裂纹等多种形式的损伤,影响其爆轰性能和安全性能。因此,从微（细）观视角研究PBX的损伤行为,有助于揭示损伤演化扩展过程和机理,理解PBX的宏观性能与微观结构的关系,对控制、评估PBX的质量具有重要作用。本工作使用X射线小角散射（SAXS）、超小角散射（USAXS）和广角散射（WAXS）技术,表征分析了热刺激下HMX晶体颗粒的微结构演化和热稳定性,高聚物黏结剂对HMX相变行为的影响,以及纳米结构TATB粉体在模压成型过程中的孔洞结构,研究结果如下:（1）研究了热刺激下平均粒径为5μm和20μm的HMX晶体颗粒的缺陷演化和相变行为。WAXS结果表明,5μm-HMX的β→δ相变起始温度（Ti,194℃）高于20μm-HMX的Ti（186℃）。SAXS曲线的Guinier拟合结果表明,在远低于相变温度时,两种HMX晶体内均开始生成回转半径（Rg）小于1 nm的微缺陷。推测本研究观测到的微缺陷源于HMX的各向异性热膨胀,而与β→δ相转变无关。20μm-HMX的缺陷含量高于5μm-HMX的缺陷含量,且均随温度升高而增加,高温下生成的微缺陷在真空中会保留到室温。20μm-HMX在更低的温度下出现晶体开裂,5μm-HMX具有更为优异的热稳定性。（2）研究了热刺激下黏结剂HMX-PBX的相变行为。WAXS结果表明,HMX药柱的Ti为188℃,HMX-Estane（95%HMX;5%聚酯型聚氨酯（Estane 5703））的Ti为186℃,HMX-F2314(95%HMX;5%偏二氟乙烯与三氟氯乙烯为1:4的氟树脂(F2314))的Ti为192℃,HMX-F2314-NC(95%HMX;3%F2314;2%硝化纤维素（NC）)的Ti为198℃。黏结剂中加入少量的NC可明显提升HMX的相变温度。所有样品从高温δ相降温至100℃保温（真空）,仅含Estane的样品发生了δ→β逆相变,且在3.5 h内完全发生。并探究了黏结剂Estane促进HMX晶体发生β→δ相变及其相回复的机理。（3）研究了纳米颗粒（NPD）和纳米网状（NND）TATB在不同成型压力（1～30k N）下的缺陷演化行为。通过USAXS和SAXS数据拼接,在国内首次实现了含能材料1～800 nm多尺度孔洞结构的定量表征。使用Guinier-Porod模型得到,NPD和NND在该尺度范围存在两种特征尺寸的孔洞结构,其大孔Rg分别为49.8～55.8 nm和30.2～38.2 nm,小孔Rg均约为8 nm。随着密度的增加,大孔尺寸逐渐减小,小孔尺寸不变。通过表观密度计算得到NPD和NND的总孔隙率分别降低了30%和40%,绝对强度标定结合准积分不变量分析得到,1～800 nm范围内的孔隙率分别降低了4.5%和4.7%。表明压制过程中,压力主要作用在尺寸较大的孔洞上,使其数量和尺寸降低。压力小于10 k N时,NND的压制密度较大,总孔隙率更高,界面面积更大,表现出更好的抗压性能。