当今战场环境变化的日新月异,对含能材料的性能提出了越来越高的要求。这就要求含能材料的研究热点朝着高能、钝感和高可靠性的方向发展。国内外一些研究表明,采用合适的材料对含能材料进行核壳包覆可以显著提高炸药的安全性能。目前核壳包覆的方法很多,但各有不足之处,而喷雾干燥以干燥时间短、对流传质速度快、制备的晶体球形度比较高等优点被广泛应用于含能材料的改性。因此,研究喷雾干燥技术对含能材料的核壳包覆具有良好的使用价值和发展前景。本论文的主要工作如下:(1)通过对数值分析、数值传热学和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称为CFD)理论的应用研究以及对计算流体力学软件Fluent的运用,对喷雾干燥过程进行数值模拟。通过改变喷雾干燥的相关工艺参数(入口温度、压强、进料速率)来研究颗粒在干燥塔内的运动轨迹、停留时间和颗粒直径等。通过分析模拟结果获得喷雾干燥的优化工艺条件:入口温度在353~358 K(80~85℃)之间,进料速率在4.5~6.0mL/min之间,压强在0.6~0.8 MPa之间。(2)采用超声喷雾技术对CL-20进行细化。研究了喷头直径、超声、溶液浓度、搅拌速度等因素在重结晶过程中对CL-20颗粒粒度的影响。超细CL-20的优化工艺条件为:喷头直径0.5 mm、细化量3 g、压强0.6 MPa、搅拌时间30 min、搅拌速度400 r/min、溶剂与非溶剂的比例为1:7,溶液0.3 g/mL。超细CL-20呈椭球形或球形,中值粒径为597.6 nm,晶型为ε型。和原料CL-20相比,特性落高(H50)从19.20 cm升高到28.12cm。(3)结合超声喷雾细化技术和喷雾干燥技术,提出用悬浮喷雾干燥法制备核壳型复合含能材料。通过动态接触角实验求得CL-20与粘结剂的表面张力和粘附功等,选择Estane作为粘结剂对CL-20进行包覆。通过比较包覆效果来优化工艺条件。优化工艺条件下包覆样品的撞击感度显著降低,热安定性有所提高;包覆后的CL-20晶体为ε型,用XRD内标法测得样品中ε型相纯度的平均值为95.02%。(4)分别用F2602、Estane和Viton为包覆剂对超细HMX进行核壳包覆。探讨了入口温度、进料速率和料液浓度等悬浮喷雾干燥工艺条件对核壳复合含能材料形貌的影响。利用扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,简称为SEM)、激光粒度分析仪和撞击感度仪表征了样品的形貌、粒度和撞击感度。结果发现各种参数的选择与核壳复合材料粒径密切相关,其中以料液浓度对微球粒径影响最大。通过对包覆度和撞击感度进行对比分析,得到F2602的包覆效果最好。(5)采用正交实验研究了入口温度、氮气流量和进料速率三种主要因素对RDX/Estane颗粒形貌的影响,得出制备RDX/Estane形貌最优的组合:入口温度85℃,氮气流量347 L/h,进料速率7.5 mL/min。与水悬浮工艺、共混溶液喷雾干燥工艺作对比,发现水悬浮工艺和悬浮喷雾干燥工艺为核壳式包覆,但共混溶液喷雾干燥工艺为混合式复合。