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烟火式气体发生剂具有产气速度快、单位产气量大，易储存和使用方便等优点，已在安全气囊，救生，航空航天等领域得到广泛应用。但这类气体发生剂的燃烧温度通常较高，达到1000℃～3000℃，从而限制了其进一步的应用。为了解决这一问题，本文设计并计算了60种气体发生剂的配方组成、恒容爆热、产气量以及摩尔产气燃烧热等参数。优选出了一类具有低温高产气量特点的硝酸胍/碱式硝酸铜(GN/BCN)气体发生剂。 为了进一步降低GN/BCN气体发生剂的燃温，设计和研究了一种新型GN/BCN/Fe2O3低温气体发生剂。研究结果指出，GN/BCN/Fe2O3低温气体发生剂药柱的燃烧可分为四个阶段，分别为:预加热阶段，凝聚相反应阶段，燃烧阶段以及冷却阶段。这种GN/BCN/Fe2O3低温气体发生剂具有热稳定性高、燃烧温度低(613℃)、燃烧热小(2650J·g-1)、燃烧产气中有毒气体含量少(CO＜1％，NOx＜2％)以及机械感度低等特点。此外，GN/BCN/Fe2O3低温气体发生剂已经应用于无人机降落系统的缓冲气囊中。 点火问题是低温气体发生剂设计的一个难点。目前广泛使用的气体发生剂点火药（B/KNO3）燃烧产物中气体含量少，这导致了其点火不稳定和点火延迟时间较长。本文设计了B/KNO3/5-AT点火药，主要研究了它的反应历程、热稳定性、燃烧特性和点火能力。研究结果表明，当用B/KNO3/5-AT点火药（质量比为27/73/10）点火GN/BCN/Fe2O3低温气体发生剂时，GN/BCN/Fe2O3低温气体发生剂燃烧时的最大压强增加了19％，点火延迟时间和总燃烧时间分别降低了12％和24％。此外，B/KNO3/5-AT点火药的表观活化能达到397kJ·mol-1，说明该点火药拥有较强的热稳定性。 最后，设计并研究了一种新型纳米铝粉/碘酸盐点火药的点火和燃烧性能。结合化学沉淀法和高压电喷技术，本文提出了一种制备纳米过渡金属碘酸盐的新方法——高压电喷沉淀法，该方法制备的过渡金属碘酸盐(Cr，Mn，Fe，Ni，Zn)具有颗粒尺寸小、粒度分布窄的特点。这种新型含碘纳米铝热剂的点火和燃烧性能显著优于金属氧化物基纳米铝热剂（燃烧热:4.5～5.5kJ·g-1＞1.5～4.5kJ·g-1，升压速率:100～3300MPa·ms-1＞0.1～100MPa·ms-1，点火温度:550～650℃＜570～1220℃）。其燃烧产物中含有大量的灼热凝固相颗粒Al2O3以及适量的碘蒸气，而单质碘是一种高效的抗生物因子，使得这种含碘纳米铝热剂除了可以作为低温气体发生剂点火药之外，还拥有作为抗生物含能材料的潜能。