本文以优质猛炸药环三亚甲基三硝胺(RDX,俗称黑索今)为研究对象,通过合理选择溶剂和添加剂,控制溶液挥发速度和过饱和度,使结晶过程在非平衡态下进行,获得具有耗散结构的分形或枝晶结构。这种具有分形或枝晶结构的RDX,在低敏感性和能量释放效率等方面可能具有潜在的优势,有望在爆炸逻辑网络、微型起爆器件及火工品技术等国防领域得到应用,对提高炸药的安全性、改善武器的作战性能以及促进高新武器的发展具有重要意义。本文主要对RDX的生长条件与分形结构以及分形生长机理进行了研究,主要内容如下:　　 (1)在RDX丙酮溶液中加入不同醇类得到不同形貌的分形结构,其原因是由于醇类的加入改变了溶剂的粘度,从而影响到混合溶液的挥发速度,而溶液的挥发速度决定了溶液远离平衡态的程度。加入乙二醇,溶液粘度较大,混合溶液的挥发速度较丙酮溶液大大降低。随着饱和度d的不断增大,RDX晶粒的聚集状态发生了从无规聚集到分形树的转变。丙酮与乙二醇的体积比为10:0.5时,获得的分形树结构最佳。加入乙醇,溶液粘度变化不大。与加入乙二醇相比,结晶过程在离平衡态更远的状态下进行。随着d的增加,RDX呈现出更为丰富的结晶形貌,可观察到从无规聚集到分形到小面化晶体再到单颗晶粒的变化过程。　　 (2)选取环己酮为溶剂,通过原位观察(in situ)研究了RDX在非平衡态下生长为枝晶的过程。结果表明,在环己酮溶液中的结晶分为中心枝晶及边界枝晶,两种枝晶具有不同的生长尺度。虽然尺度不同,但其生长机理却基本相同:枝晶主干与二次分枝之间及次级分枝与高级分枝之间的夹角都维持在78°～80°之间(如果不考虑溶液对流等的影响)；晶芽的生长都是从晶体缺陷开始；枝晶成核满足成核限制模型(NLA)。通过对枝晶生长的原位观察,我们提出了缺陷限制模型(DLG)来解释环己酮溶液中RDX枝晶的生长机理。　　 (3)在以环己酮为主溶剂的溶液中加入表面活性剂1631(十六烷基三甲基氯化铵),讨论了表面活性剂对非平衡态下RDX枝晶生长的影响。通过原位观察记录中心枝晶与边界枝晶的生长过程,研究分形生长机理。结果表明:表面活性剂的加入改变了枝晶生长的生长形貌,枝晶生长转变为“五叶枝晶”生长(边界枝晶由于受边界限制除外)。　　 通过以上研究可以看出,通过改变溶剂和添加剂来控制RDX的溶液结晶过程,调节远离平衡态的程度,获得不同形貌的分形结构。结构的变化必将带来性能的改变,因此本工作为RDX的改性研究提供了一条新思路,且其制备过程具有工艺简单、环境友好、过程可控、样品制备量大的特点,对其它含能材料的改性也将提供重要的参考。在分形生长机理的研究中所提出的枝晶不同区域不同尺度生长及DLG生长模型,对分形的研究也具有重要的理论意义。