TiO₂作为一种重要的光电功能材料,在光催化剂、环境保护、太阳能电池等方面有着广泛的应用前景。自然界中TiO₂主要以金红石（Rutile）、锐钛矿（Anatase）、板钛矿（Brookite）三种晶型存在,在高温高压条件下会转变为其他晶型结构,展现出更优异的光电特性。因此TiO₂的高压相变具有极其重要的研究价值。钆锆烧绿石（Gd₂Zr₂O₇）在固化核废料、固体燃料电池、热障涂层等方面具有广泛运用前景,但其常规合成工艺极其复杂,不易实现工业化生产,因此有必要探索一条新的合成途径。本论文对TiO₂的冲击相变及爆轰相变进行了系统深入的研究,并对钆锆烧绿石的冲击合成进行了初步研究。以Anatase相TiO₂为前体,采用平面及柱面冲击加载装置进行了TiO₂冲击相变研究。运用XRD,Raman、SEM、TEM、HXRD、TG-DSC等测试手段对回收样品晶型、微观形貌、热稳定性进行了表征。结论如下:在平面及柱面冲击相变实验中均实现了Anatase相向α-Pb O₂相TiO₂的转化;对平面冲击相变实验而言,冲击回收样品颗粒粒径发生了不同程度变化,表现为粒径分布范围变大;对于柱面冲击相变实验而言,由于滑移剪切效应,回收样品粒径整体表现为剪切碰撞导致的颗粒细化效应;运用柱面冲击加载装置、采用“分段式”装样结构、结合阻抗匹配增压技术实现了α-Pb O₂相的完全转化;热稳定性研究表明粒径对α-Pb O₂相热稳定性具有显著影响。以高能炸药与Anatase相TiO₂混合物为前体,进行了TiO₂爆轰相变实验研究。探索了温度、压力、冷却介质对高压相产率的影响。结果表明不同实验条件下均发生了Anatase相前体向Rutile及α-Pb O₂相的转变,且在药柱外包裹冷却水可显著提高α-Pb O₂相的产率。以氧化钆和氧化锆粉体为原料,进行了Gd₂Zr₂O₇的冲击合成实验研究。结果表明:在冲击加载提供的瞬时高温高压条件下可实现Gd₂Zr₂O₇的快速合成,大大缩短了反应时间,为钆锆烧绿石的快速合成提供了一条新途径。在低速冲击条件下体系温升低于1600℃,未能达到烧绿石相（P-Gd₂Zr₂O₇）向萤石相（F-Gd₂Zr₂O₇）的转变温度,在高速冲击条件下温升高于1600℃,最终合成出了萤石相Gd₂Zr₂O₇。通过对比实验数据,确立了冲击合成钆锆烧绿石的最佳实验条件。