近年来，提升武器作战能力已成为军事科学技术发展的核心要求[1,2]。高能材料作为一种特殊的功能性材料，因其能够快速分解和燃烧并产生大量高温高压气体，成为所有管状武器的能量来源[3]。在现代战争中，人们非常关注开发具有更高能量密度、能快速转化能量且能避免过度膛压的特殊高能材料。双基推进剂是一种常用的此类材料，主要由硝化纤维素（NC）作为骨架和硝化甘油（NG）作为增塑剂组成[4,5]。在此基础上，添加二乙二醇二硝酸酯（DEGDN）[6]或三乙二醇二硝酸酯（TEGDN）[7]可制备混合酯推进剂，从而改善其机械性能和抗冲击性，以满足高膛压火炮的应用需求[8][9][10]。值得注意的是，这些添加物不会影响材料的兼容性，且其分解和燃烧机制相似，因为它们都属于硝酸酯类[11,12]。环三甲基三硝胺（RDX）是一种广泛使用的高能量密度硝胺化合物，具有较高的爆速（接近8350 m/s）和良好的爆震敏感性[13,14]。其能量释放效率远高于传统推进剂成分，因此在高能材料领域具有巨大潜力。然而，由于控制其能量释放行为的挑战，通常需要对其进行超细加工或表面涂层处理才能应用于推进剂系统[15,16]。
尽管双基推进剂和RDX已得到广泛应用，但对它们的分解机制和组分间相互作用仍存在诸多未知之处。这主要是由于高能材料的应用环境极其复杂，难以进行测试和分析。因此，目前关于高能材料分解和反应机制的大多数研究集中在单一/简单组分系统或低压条件下进行。例如，罗[17]研究了等温条件下的硝化纤维素分解；邵[10]关注了混合酯推进剂的分解；廖[18]建立了常压下常见高能材料热分解的数据库平台；任[19]探讨了NO2对常压下硝酸酯分解的影响等。RDX与系统的相互作用主要从宏观燃烧行为和安全特性角度进行研究。楚[20]利用神经网络对RDX进行了热分析；张[13]、庞[21]、金[22]等人通过密度泛函理论（DFT）模拟了RDX的正常分解过程。这些知识空白导致多组分特殊高能材料的开发依赖于经验迭代或大量实验，难以精确控制能量释放和弹道性能，限制了高压火炮性能的进一步提升。了解高能材料的分解机制和动力学行为对于其设计和性能优化至关重要。近年来，越来越多的研究致力于通过多尺度方法（结合改进的双基推进剂的热分析技术）来阐明分解过程。例如，Slimane Bekhouche[23]、Nassima Sahnoun[24]、Ming Zhang[25]和Menghe Jiang[26]等人利用FTIR、SEM、DSC和TGA等互补技术系统研究了基于铝（Al）、硝酸铵（AN）、铅（Pb）、铋（Bi）、铜（Cu）和乙基纤维素（EC）的复合推进剂的热降解途径。
为了解决这些问题，本研究采用系统的多尺度测量和计算方法，建立了从分子层面到宏观性能的全面研究框架。样品的制备方法如表1所示：添加16.5% RDX的样品称为TBP，未添加RDX的样品称为DBP。通过TG-DSC-FTIR捕捉分解中间体的类别和信号强度变化，并结合ARC测试、HP-DSC测试等实验方法以及反卷积计算和动力学方程计算等计算方法，量化了关键反应参数，明确了组分间的协同效应机制。随后通过封闭炮弹试验和内部弹道模拟验证了所提出机制的有效性，证明了多组分高能材料的优越性。本文的研究结果不仅揭示了系统的高压协同机制，还为提高推进剂的能量利用效率和高压火炮的弹道性能提供了理论支持和技术途径。这种多组分高能功能材料具有广泛的应用潜力。
