为了获得高能量密度和高释放速率的新型含能材料，本文通过溶胶-凝胶法将氧化剂和还原剂达到纳米级复合的同时，加入高热值的B，制备了Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料，并对其在HTPB复合固体推进剂中的应用进行了研究。本文的主要研究工作和取得的成果如下：利用溶胶-凝胶法，结合超声分散和粉末添加法成功制备了Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料。通过傅立叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜(SEM)、X-射线分析（XRD）、比表面积和孔隙率分析（BET）等测试手段对Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的结构进行了表征。结果表明：Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的宏观粒径为微米级；微观上，复合材料由聚集在一起的颗粒构成，这些颗粒由纳米Al和B填充到纳米Fe2O3凝胶骨架形成。采用TG-DSC测定了Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的热性能。结果表明：Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的铝热反应放热高达1.6KJ/g。亚微米B的加入使溶胶-凝胶法制备的Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的燃烧热高达10.69MJ/kg，是Al/Fe2O3纳米复合材料燃烧热的3.6倍，是物理共混样品Al/B/Fe2O3的1.8倍。这与溶胶-凝胶法能显著降低Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的铝热反应活化能相一致。利用高速摄影机测定了Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的燃烧性能。结果表明：随着纳米Al含量的增加，Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的燃速增加，点火温度降低。溶胶-凝胶法制备的Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的燃速可达200mg/s，是普通共混样品燃速的7倍。同时，对Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的其他性能也进行了测试。结果表明： Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的感度明显低于普通共混样品；与物理共混样品相比，溶胶-凝胶法制备的Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料能有效减缓存储过程中铝热反应热焓的损失，并且该物质在惰性气氛中，存储效果会更佳；Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料密度高达2.95g/cm3，要明显高于普通共混样品的密度，并且可以通过改变Al、B的含量来调节Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的密度。研究了Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料对推进剂常用固体组分组分热性能的影响。结果表明：Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料对AP热分解的催化作用较强，对RDX和HMX有一定的催化能力，对CL-20基本没有催化作用。随着Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料添加量的增加，对AP、RDX和HMX的催化作用也明显加强。同时，溶胶-凝胶制备的Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料要比普通共混样品的催化能力更强。对Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料催化机理进行了研究。结果发现：Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料中，催化分解起主要作用的物质是纳米Fe2O3。且复合材料的结构是影响催化效果的关键因素。DSC测试结果表明Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料与HTPB推进剂液体组分如HTPB、DOS等相容性良好。利用哈克流变仪研究了Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料作为功能组分加入到HTPB推进剂后体系表观粘度的变化规律，确定了HTPB推进剂中Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的含量不能超过10%，推进剂的加工温度为60℃，适用期为7h。成功制备了四种不同Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料添加量的HTPB推进剂，并对其性能进行了测试，结果表明：添加少量的Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料，能改善HTPB推进剂的力学性能。与未添加Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的空白推进剂样品相比，添加1wt.%的Al/B/Fe2O3纳米复合材料时，推进剂的拉伸强度提高了15.3%，断裂延伸率提高了32.1%，但添加量达5wt.%时，力学性能反而下降。Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料对推进剂热分解同样具有良好的催化作用。当推进剂中的Al//B/Fe2O3纳米复合含能材料含量为5%时，AP的高温放热峰提前了70.8℃，热焓提高了70%。爆热测试表明：随着Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的加入量的增加，含Al/B/Fe2O3纳米复合含能材料的推进剂的爆热明显增加，当添加Al//B/Fe2O3纳米复合含能材料含量为3%时，与添加Al/Fe2O3的纳米复合材料相比，推进剂的爆热提高了7%。