亚稳态分子间复合物（metastable intermolecular composite,MIC）,又称超级铝热剂或纳米铝热剂,是目前受到广泛关注和研究的新型纳米含能材料。MIC材料反应过程复杂,相关研究主要集中在材料性能改进、实验表征等方面,而对于其反应机理的研究目前仍处于起步阶段。本文通过数值模拟计算方法,对以Al/Bi₂O₃为代表的此类MIC材料的燃烧特性、压力传播特性和点火感度特性进行模型建立、数值计算和实验对比,对MIC材料的反应传播特性进行理论模拟研究。采用热传导相关理论建立模拟MIC材料燃烧特性的热扩散物理模型及相应的数学模型,对典型MIC材料（如Al/Bi₂O₃等）的点火燃烧过程进行数值计算。研究发现,MIC材料燃烧过程分为三个阶段,即点火前升温阶段、燃烧波传播阶段和局部热力学平衡阶段。在计算的三种MIC材料中（Al/Mo O₃、Al/Cu O、Al/Bi₂O₃）,Al/Bi₂O₃的反应延迟时间最小、燃烧波传播速度和最大化学反应速率最大。反应摩尔配比为理论化学计量比的Al/Bi₂O₃具有最好的反应性能,平衡温度可达4217 K,最大反应速率和燃烧波传播速度分别为1.36×10⁷ s^-1和671.6 m/s。随着反应物粒径的减小,Al/Bi₂O₃的平衡温度逐渐减小,最大反应速率和燃烧波传播速度逐渐增大,计算值最大为4.269×10⁷ s^-1和783.3 m/s。采用多方气体冲击波相关理论,建立符合平面冲击波传播理论的物理模型和相应的数学模型。采用有限差分法对MIC材料的压力传播过程进行计算与模拟。研究发现,绝热指数为7/5的Al/Bi₂O₃复合物的压力计算峰值为12.1 MPa,大于同等条件下绝热指数为5/3的计算压力峰值。在三种MIC材料中,Al/Mo O₃的峰值压力最大,为17.89 MPa;传播时间最短,为0.029 ms;计算冲击波速度最大,为2680.3 m/s（γ=7/5）。计算冲击波速度随着装药密度的增大而减小,装药密度对冲击波速度的影响大于放热量的影响。此模型计算条件下,实际绝热指数预测值为1.24或1.36。建立了基于热点火理论的模拟药剂电热点火过程的物理模型,数值分析了典型MIC材料的点火过程。研究发现,Al/Bi₂O₃的电热点火过程由加热部分与药剂接触处开始,当温度热传导速率不足以将输入的热量均匀扩散至药剂内部时,药剂温度急剧升高,发生点火过程。在相同点火输入功率（200 MW/m²）条件下,在采用底部点火储能元方式点火过程中,计算选用的5μF、50μF、500μF、5 m F电容所需要的最小初始电压和最小加载能量分别为123.99 V/0.0365 J、72.01 V/0.0955 J、48.62 V/0.250 J和32.73 V/1.075 J,略小于内部点火方式的165.01 V/0.0563 J、78.94 V/0.133 J、55.8V/0.296 J和41.23 V/1.339 J。MIC材料的反应点火时间随初始加载能量的增大而减小,而MIC材料反应的平均加载功率与初始加载能量在一定范围内呈线性正相关。反应物的点火时间与孔隙率呈线性负相关。在MIC材料的电热点火过程中,存在最佳加热面积（本文选取的计算条件下为0.105 mm²）,使得MIC材料反应的点火时间及对应的加载能量最小。数值模拟结果与文献中实验值基本吻合,验证了模型和计算的正确性。本文采用的数值模拟计算方法能够很好地模拟计算简化条件下MIC材料的燃烧、压力传播和点火特性,这些对于MIC材料反应机理的深入探究、实验操作和材料的性能预测等都具有重要的参考价值。