铝（Al）粉由于其具有比冲高、稳定性好、反应活性可调等特性在航空航天领域应用广泛。然而,Al粉燃烧过程中易发生团聚,造成两相流损失是降低Al基固体推进剂燃烧性能的一个重要因素。如何降低燃烧过程中Al的团聚并加快其燃烧是亟待解决的问题。本文首先采用氟化石墨烯（FG）作为铝粉改性材料,研究了FG对纳米Al粉（n Al）燃烧和团聚过程的影响规律。探究了在不同气氛下FG改性n Al与高氯酸铵（AP）混合物的着火、燃烧和团聚特性。通过在大气环境下的点火实验比较了FG改性样品的火焰行为、单颗粒燃烧行为以及点火初期Al相关氧化物特征光谱。其次,采用聚多巴胺（PDA）作为界面层对n-μAl粉进行表面改性,再与聚四氟乙烯（PTFE）和AP混合得到n-μAl复合颗粒。在氩气环境下,研究了PDA界面结构和含氟有机物（FOCs）对Al燃烧性能和团聚的影响。再次,采用量子化学方法研究了基态Al原子与二氧化碳（CO2）分子的反应机理。在B3LYP/6-311+G（d,p）（Becke型三参数的Lee-Yang-Parr泛函模型）基组水平上研究了Al/CO2反应过渡态和反应路径。在高精度CBS-QB3（极限完全基集）理论水平上计算其各驻点的能量。最后,在FG改性Al基复合物燃烧实验研究的基础上,通过量子化学计算,研究了在B3LYP/6-311+G（d,p）和G3//B3LYP/6-311+G（d,p）水平下FOCs对Al燃烧和团聚抑制的微观机制。本文获得的主要研究结果如下:（1）FG能促进AP的分解。适量FG对n Al的点火延迟时间和火焰传播速度有积极影响。增加FG含量可降低Al团聚体的尺寸。FG显著提高了Al复合物的燃烧强度,但降低了Al二次氧化物的燃烧强度。这些结果可为FG在铝基固体推进剂中的应用提供参考。然而,n Al仍然存在活性含量低的缺点,使其无法应用于现实的推进剂配方。（2）PDA改性n Al再与μAl混合的制备方法取得了较好的结果。n Al粉表面PDA界面层的厚度与盐酸多巴胺混合溶液的浓度呈正相关。PDA界面层不仅通过降低AP分解温度和速率来调节改性样品的热反应性,而且对火焰扩散和燃烧强度也有显著影响。PDA界面层、PTFE和n-μAl粉的协同作用能显著抑制燃烧过程中Al粉的团聚。（3）CO2与Al反应是一个复杂的过程,有两条反应路径,即反应路径1（Al+CO2→IM1→TS1→IM2→TS2→Al O（~2Π）+CO）和反应路径2(Al+CO2→IM3→TS3→Al CO2linear→TS4→Al O（~2Σ）+CO)。利用CBS-QB3//B3LYP/6-311+G（d,p）水平,结合过渡态理论（TST）、变分过渡态理论（VTST）和Rice-Ramsperger-Kasselle-Marcus（RRKM）理论,估算了300～3000 K条件下Al和CO2反应的温度和压力依赖速率常数。反应路径1的总速率常数(ktotal,1)远大于反应路径2的总速率常数(ktotal,2),说明Al更容易通过反应路径1与CO2发生反应。相对于ktotal,2,ktotal,1在高温时表现出很强的压力依赖性,在低温时几乎与压力无关。（4）FOCs的热分解中间体C2F4可以与Al O和Al2O发生反应,减弱了样品中Al O和Al2O的特征发射强度,从而抑制燃烧过程中Al2O3的生成。这些结果有助于丰富Al-FOCs反应体系燃烧动力学模型。