在航空航天领域,推进剂是动力源的重要一部分。为了改善固体推进剂的能量密度及比冲,向其中添加金属粉是一种重要的方式。硼作为一种含能金属添加剂,具有高的燃烧热,其热值分别是镁和铝的2.3倍和1.9倍,因而引起了广泛关注。然而,硼颗粒表面通常具有一层氧化层,熔点低,沸点高。在较高温度下（高于723 K）液化粘附在硼颗粒表面,大大降低了硼颗粒的燃烧效率。为了深入研究硼颗粒在点火燃烧过程中的能量释放特性,本文通过燃烧实验和分子动力学模拟相结合的方式,对晶体硼和无定形硼的氧化及燃烧过程进行了研究,明确了其微观反应机理,为硼颗粒点火燃烧奠定了基础。具体研究结果如下:（1）在纯氧气氛围、300 K的条件下,晶体和无定形硼颗粒与氧气分子的原始反应活性不强,但是当氧气分子与硼表面距离非常近时,氧气分子可以吸附于硼表面或与硼发生反应。通过探索氧气浓度和温度对硼氧反应活性的影响发现,提高燃烧温度可以促进硼颗粒的氧化;而增加氧气分子,对硼氧反应的活性基本没有影响。（2）在上述研究基础上,本文重新构建了球形晶体硼团簇,以温度和氧气浓度为自变量,探究了从300 K到1900 K温度范围内晶体硼颗粒的动态氧化机理,以明确氧化剂浓度和温度的耦合作用。结果表明,硼颗粒表面的氧化层不仅仅是B2O3,还包括BO和BO2,而且BO和BO2是晶体硼颗粒的最初氧化产物。晶体硼团簇表面凸出的单个硼原子与氧气分子结合的能垒相对较低,而处在同一水平面的多个硼原子与氧气反应的能垒相对较高。对硼氧产物的形成路径分析发现,硼颗粒表面的氧化层厚度均非常薄,而且氧气浓度不影响硼氧化层的厚度,这对探究氧化层对硼燃烧过程的影响非常有意义。（3）在与晶体硼团簇氧化的相同条件下,研究了无定形硼的氧化特性。结果表明,无定形硼在氧化过程中受到表面结构、氧气浓度、温度的多重影响,而且这些影响因素在不同时间段发挥不同的主导地位。这是导致晶体硼和无定形硼反应活性差异大的重要原因。无定形硼颗粒表面的氧化层厚度与晶体硼类似,但结构表现出更多的无规则性。（4）通过实验与模拟相结合的方式探究了高温条件（3600 K）下无定形硼的燃烧特性。通过对燃烧产物的XRD检测发现在燃烧过程中,始终有BO2和BO存在,这一点通过发射光谱同样也可以证实。动力学模拟发现,无定形硼颗粒的燃烧产物主要为B2O3,占产物总量的61.52%,次要产物为BO2。不仅如此,在其燃烧过程中还发现大量实验中难以检测到的硼氧链状产物,这极大弥补了实验研究的不足。此外,由于高温条件削弱了晶体硼团簇和无定形硼团簇燃烧的差异,所以两种硼团簇的燃烧过程中的表现比较类似。