碳材料的研究和应用一直都是人类社会一个古老而常新的话题，从古代就已应用的石墨、钻石到近期发现的富勒烯、碳纳米管、石墨烯等多种形态，构成了极其丰富的碳材料家族。碳元素和其它元素(氮、金属等)结合形成各种化合物，在各个领域有着很重要的作用。利用爆炸产生的瞬间高温、高压作用合成材料是当前国际上一个前沿的研究课题。论文对多种碳基纳米材料的爆炸合成进行了系统深入的研究。设计了适用于碳基纳米材料爆炸合成研究的爆轰驱动飞片冲击加载和柱面双管冲击加载装置。基于Mie-Gruneisen方程，采用质量平均法对疏松混合粉末的雨贡纽参数进行理论计算，并计算了不同加载条件下粉末的冲击压力和温度。采用显式动力学有限元程序AUTODYN对冲击加载过程和粉体中的压力历程进行模拟研究，并结合实验结果对冲击加载装置进行优化改进。论文首次采用爆炸冲击的方法合成了石墨烯，选取干冰和氢化钙、碳酸钙和镁粉两种反应前体，选取硝酸铵/尿素作为氮掺杂源，采用爆轰驱动飞片加载方式对前体进行冲击加载，分别合成了高质量的石墨烯和具有良好催化氧气还原活性的氮掺杂石墨烯。石墨烯的生长速率须与碳原子的生产速率适配，才有利于生成石墨烯。冲击压力和温度是合成石墨烯的重要条件，通过调整压力和温度可以控制碳原子的生成速度，可能是生成单层或少层石墨烯的关键。利用轻气炮和激光干涉测速系统(DISAR)对采用苯溶剂热法合成石墨相C3N4(g-C3N4)的雨贡纽曲线进行了测量，D-u曲线在22.4GPa时有明显的拐折。利用二级轻气炮对石墨相C3N4进行冲击回收实验，高于22.4GPa时合成了α-C3N4，证明测量的D-u曲线在拐点处发生了相变。在冲击波作用下，石墨相C3N4以一种无扩散型的马氏体转变成α-C3N4，压力诱导相变占据主导地位。α-C3N4是一种亚稳相，淬火速率对于α-C3N4合成起到至关重要的作用。对混有镍粉的双氰胺进行冲击处理时，也得到了α-C3N4，表明镍粉的催化性质对α-C3N4合成有一定的促进作用。通过加热引爆黑索金和硬脂酸铁混合前体，合成了具有铁磁性和吸波性能的碳包覆铁基纳米颗粒，合成的碳包覆结构能够有效的保护金属核不被酸破坏。黑索金与硬脂酸铁的质量比是形成碳包覆结构的重要因素，可以通过改变质量比合成高纯的碳包覆结构。随着黑索金含量的增加，碳包覆层数和包覆颗粒尺寸都将减少；单质铁的含量也随之增加。爆轰合成的碳包覆铁基纳米颗粒在2.80-18GHz宽频范围内具有良好的微波吸收性能。