含能材料因其能量密度高、产热产气速率快、做功能力强等特性而得到广泛应用。然而,由于含能材料的亚稳态结构及对热等外界激励条件的敏感性,使其在工业应用中极易引发事故,对人员和环境带来危害。在这些激励条件中,热是最普遍的形式,因此,含能材料热危险性一直是其安全性研究的一个重要热点。不过含能材料热危险性评估结果的可靠性很大程度取决于动力学模型及量热参数的准确性。绝热量热法作为含能材料热分解参数重要的获取手段之一,可以给出其绝热条件下的热效应及压力效应,从而较好地模拟工厂规模下反应热失控行为。然而,绝热量热中常存在的温度梯度效应会严重影响量热参数及动力学模型的准确性。因此,非常有必要研究含能材料绝热分解体系的温度梯度效应,从而更准确地评估其热危险性。本文以两种典型的含能材料（2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）和N-硝基-二乙醇胺二硝酸酯（DINA））为研究对象,首先借助差示扫描量热仪（DSC）和绝热加速量热仪（ARC）分别对2,4-DNT及DINA在动态、等温和绝热条件下的热行为进行实验测试,得到了物质热分解过程中的起始分解温度T0、峰值温度Tp、比放热量Q、比产气量Vg、温升速率d T/dt、压升速率d P/dt等参数。基于不同模式的量热数据,结合等转化率法和动力学模型拟合法求解、验证了两个物质热分解反应动力学模型及相应的动力学参数。结果表明:2,4-DNT和DINA热失控反应严重度均为“灾难性的”,且均表现出强烈的爆炸性。2,4-DNT的热分解符合A?r ~1→B?r ~2→C反应模型,第一步为自催化反应,第二步为N级反应。DINA的热分解符合A?r ~1→B?r ~2→C?r ~3→D?r ~4→E反应模型,为四步连续自催化反应,两个物质均表现出较强的自催化特性。其次,分别基于2,4-DNT和DINA的热分解动力学模型,利用TSS软件之Therm Ex模块对其在不同工况下的热爆炸及热失控行为进行模拟,预测了热爆炸临界温度Tcr、临界环境温度Tα、自加速分解温度SADT、绝热条件下的热爆炸诱导期TMRad等热危险性参数,并将包装条件、物料初始温度、样品装载量等作为变量对上述参数的影响规律进行了定性和定量分析。结果表明:（1）相同装载量下,对比制式1 m~3容器和多个堆叠小包件的包装,前者的Tcr和Tα均低于后者;（2）相同的物料初始温度下,前者非绝热条件下的热爆炸诱导期θ更短,前者危险性更高;（3）相同包件材料及外界条件下,样品装载量越小,SADT越高,越有利于其储运过程安全性。再次,基于反应速率方程,结合质量守恒、动量守恒、能量守恒、气体状态等方程以及自然对流与层流模型,建立了物质在密闭绝热条件下热分解过程的数学模型,并利用45%葡萄糖溶液的ARC实验结果进行了对比验证。结合ARC实验研究与计算流体力学（CFD）数值模拟方法,对2,4-DNT和DINA在ARC容器内部的热分解过程进行非定常数值模拟,获取了体系温度场以及热量变化结果,进而对绝热体系内温度梯度及热惯量动态变化规律进行了定量分析。结果表明:（1）2,4-DNT和DINA绝热分解体系温度梯度最大分别可达182.4℃·cm-1和320℃·cm-1;（2）物质绝热分解过程中,温度梯度效应先增加后减小,在其放热最快时,温度梯度最明显,后降低直至为零;（3）体系的有效热惯量Φeff也呈现类似规律,在反应速率较低时,Φeff与理论热惯量Φ基本一致,随放热速率增加,Φeff逐渐减小,速率最大时,Φeff最低,后又恢复至初始状态;（4）随物质分解放热特性增强,绝热体系温度梯度效应越明显,Φeff较理论值偏差也越大,量热高温升段数据修正偏差也越大。最后,基于已建立的CFD数学模型,结合具体的反应速率方程,利用数值计算方法进一步研究绝热体系温度梯度的成因、影响因素、对动力学和热危险性参数计算偏差等问题,以寻求温度梯度的优化模型以及绝热分解参数的准确获取方法。结果表明:（1）产热速率、产热量和样品导热系数与温度梯度效应分别呈正相关、正相关和负相关的相对关系,即针对强放热物质,可选择将少量物质与高热导率的惰性材料混合测试,以保持更好的温度均匀性和平衡性;（2）本文设定的B1、B2、B3三种绝热控温模型中,对温度梯度优化的排序为:B3>B2>B1,且B3模型可以提供近似理想绝热的测试条件;（3）绝热分解参数获取的准确性排序为:B3(Φeff=1.0)>B2（VSP,Tc）>B1（ARC,Tc）>B1（ARC,Tb）。通过对模型及方法的应用,很好地证明了其可靠性。本文对含能材料热分解反应复杂动力学模型构建、绝热量热参数准确获取、热危险性评估、工业热危害预防及控制等具有较好的理论指导意义和应用价值,也为CFD方法应用于含能材料热分解提供了有益的借鉴与参考。