二氮唑类富氮含能化合物不仅具有优异的爆轰性能,而且通常具有较低的感度和良好的热稳定性,受到国内外学者的广泛关注。本文利用量子化学和分子动力学方法,研究了3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）、2,4-二硝基咪唑（2,4-DNI）、1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑（MTNI）以及CL-20/MDNI共晶在高温下热分解机理。得到了二氮唑类含能材料的初始分解路径,发现了其具有良好热稳定性的内在原因。此外,还揭示了温度对热分解路径、分解产物及团簇等的影响机制。主要的研究内容如下:（1）为了解无氢高能炸药3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）的热分解特性,采用量子化学和从头算分子动力学（AIMD）方法模拟了DNTF在300 K-4000 K程序升温以及2000 K、2500 K、3000 K、3500 K和4000 K恒定温度下的热分解反应。从产物演化、团簇、势能曲线以及反应路径等方面分析了不同温度条件下DNTF的热分解机理。通过对产物分析可知,DNTF热分解的初始小分子产物为NO、NO2、CO、CO2与N2等,最终小分子产物为CO2与N2。反应初期DNTF结构中氧化呋咱开环反应是其热分解主要的引发反应,且反应初期存在着C-C键的断裂,其产生的碳链结构以C-N键的方式形成多种团簇结构。此外,研究发现温度条件会显著影响DNTF的分解速率,但是不改变其初始分解路径。（2）运用ReaxFF/lg分子动力学方法研究了2,4-DNI和MTNI两种咪唑类含能化合物在恒定高温下的热分解机理。通过初始分解路径的分析解释了2,4-DNI和MTNI具有良好热稳定性的原因。研究发现,2,4-DNI在恒定高温下首先发生分子间的氢转移和聚合反应,其次是硝基的解离和羟基的消除。MTNI在不同高温下都是二聚反应最先发生,其次C-NO2键和异构化的硝基中O-NO键断裂生成NO2和NO,最后咪唑环开环。氢转移和二聚反应可以有效延缓含能材料的能量释放,因而2,4-DNI和MTNI表现出较好的热稳定性。此外,2,4-DNI分子中的H原子相比于MTNI分子甲基上的H原子要更为活跃,而活泼的氢原子容易引起热分解反应的发生。2,4-DNI与MTNI在热分解过程中会产生大量的团簇,这些团簇的出现阻碍了化合物继续分解为气体小分子而释放能量。通过阿伦尼乌斯方程拟合热分解过程中体系的势能变化曲线得到了2,4-DNI与MTNI的反应动力学参数,包括化学反应速率常数、活化能和指前因子。（3）运用ReaxFF/lg分子动力学方法研究了CL-20/MDNI共晶的热分解机理。通过初始分解路径揭示了CL-20和MDNI热分解过程中的相互影响机制。CL-20分子中的N-NO2键的断裂是CL-20/MDNI共晶热分解的引发反应。CL-20分子脱落的一部分硝基会与MDNI分子结合,阻碍了MDNI的进一步热分解。这是CL-20/MDNI共晶的感度相较于CL-20降低的重要原因。MDNI分子在高温下首先发生的是二聚反应,这与2,4-DNI以及MTNI的初始分解路径一致。生成的二聚体随后会分解为C4H4O5N4和C4H4O3N4,完成了分子间的氧转移。CL-20/MDNI共晶热分解的最终产物为N2、CO2、H2O和H2。在一定温度范围内,升高温度可以显著促进CL-20/MDNI共晶的分解速率和分解程度。