迄今为止,铝作为固体火箭燃料中的金属成分受到了广泛关注。然而在推进剂燃烧过程中铝及其氧化物易发生凝聚形成较大的团聚体,铝颗粒离开燃烧表面后燃烧较慢,造成铝颗粒的不完全燃烧,推进剂比冲下降2%～10%。将纳米铝粉引入复合推进剂体系中可以减少两相流损失,提高推进剂燃烧效率;氟聚物分解产物与铝反应生成的Al F3高温下气化,可以减少铝粉在燃面的停留时间,形成粒度更小的凝聚相产物;此外氟聚物包覆纳米铝粉可以提高推进剂制备和使用的安全性。为此,本课题采用原位溶液聚合法和溶剂挥发法制备了两种纳米铝/氟聚物复合粒子,研究了不同配比的复合粒子的表面形貌、分散性和稳定性,对其静态释能特性进行了系统的研究,探讨了铝氟反应机制,并分析了复合推进剂样品的燃烧性能和燃烧产物的粒度分布。具体内容如下:首先,采用原位溶液聚合法和溶剂挥发法制备两种纳米铝/氟聚物复合粒子。利用X射线粉末衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）分析了制备前后纳米铝粉的组成和官能团;采用扫描电子显微镜-能量色散X射线能谱仪（SEM-EDS）和透射电子显微镜（TEM）研究了复合粒子的表面形貌和分散性;同时对复合粒子稳定性进行表征。结果表明,铝/含氟丙烯酸酯（Al/PFDMA）复合粒子表面连续、均匀地包覆了4～5nm的聚合物壳层,表面元素中F元素占比达10.4wt%,颗粒之间通过氟聚物相互粘接,形成了微米级的团簇。铝/聚偏氟乙烯（Al/PVDF）复合粒子同样被4～5nm的PVDF层保护,F元素在表面原子中占比达13.8wt%,且得益于真空冷冻干燥技术,颗粒保持了较好的分散性。此外,两种包覆层能显著提升纳米铝在中性、强碱性或强酸性环境中的稳定性。氟聚物壳层还能极大地提高纳米铝的疏水性,在25℃储存5天和50℃储存1小时的条件下均没有发现任何变化。其次,使用同步热分析（TG/DSC）测试了复合粒子的热分解性能,同时表征了样品的燃速,并对产物进行XRD表征,探讨了在开放体系中铝氟反应机制。结果表明,Al/PVDF和Al/PFDMA两种复合粒子最高反应热分别为11908J/g、8203J/g,相比于原料纳米铝,各提升68wt%和15wt%。除了原料纳米铝粉和氟聚物含量为10wt%的样品无法被点燃外,其余样品都可以自维持燃烧,在一定范围内,随着氟聚物含量增加,Al/PVDF和Al/PFDMA两种复合粒子的燃速逐步上升,最高燃速分别达到86.2mg/s和26.6mg/s。最后,将复合粒子及其他推进剂组分制成药柱,研究了纳米铝/氟聚物复合材料对复合推进剂的爆热和燃速的影响和对燃烧产物粒径的影响。结果表明,含Al/PFDMA和Al/PVDF的复合推进剂样品相比于常规微米铝复合推进剂,燃速分别提高97.7%、73.7%,燃烧热分别为6123k J/kg和6108k J/kg,保持了较高的热值水平。此外,两种推进剂的燃烧产物团聚都显著减少,其中含Al/PVDF复合粒子的推进剂燃烧产物粒径比初始纳米铝粒径甚至更小。