【摘 要】
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在数十年来的含能材料领域里,通过平衡能量和安全性来寻找能量更高、安全性更好的高能钝感炸药一直是主要的研究方向。本文主要以一些典型的含能离子盐（如TKX-50、DNBTO等）和高能分子（如BCHMX）作为母体结构,并在这些母体结构上进行官能团修饰和阴阳离子配对,设计出了一系列含能离子盐。运用DFT和VBT方法,对这些系列的含能离子盐的密度、生成热、爆轰性能和撞击感度进行了系统的研究,以期能够有效地设
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在数十年来的含能材料领域里,通过平衡能量和安全性来寻找能量更高、安全性更好的高能钝感炸药一直是主要的研究方向。本文主要以一些典型的含能离子盐（如TKX-50、DNBTO等）和高能分子（如BCHMX）作为母体结构,并在这些母体结构上进行官能团修饰和阴阳离子配对,设计出了一系列含能离子盐。运用DFT和VBT方法,对这些系列的含能离子盐的密度、生成热、爆轰性能和撞击感度进行了系统的研究,以期能够有效地设计出性能较好的潜在含能离子盐。本文主要研究内容如下:1、以吡唑为母体结构、以-NH2、-NO2、-N3、-NF2和-CN为取代基设计了一系列阴离子,并与NH4+、N2H5+和NH3OH+三类阳离子组建了三个系列的含能离子盐。研究了取代基种类、位置和数量以及铵类阳离子种类对盐性能的影响。通过与常用的炸药RDX和HMX进行比较,我们筛选出了具有高能量和低感度的离子盐;2、以TKX-50为母体结构,通过引入不同的桥基设计出了11个系列的阴离子,并与不同铵类阳离子组建一系列含能离子盐。研究了不同的桥基和不同的铵类阳离子对所形成盐的性能影响。根据我们的研究结果,无硝基的含能阴离子（如双四唑二醇阴离子）和含氧阳离子（如羟铵阳离子）的结合是筛选低感度的高能量密度材料的潜在有效方法;3、以BCHMX为母体结构,通过引入不同离子桥([N（?）]、[N(O（?）)]和[N(N（?）NO2)])来连接双环HMX上的对位碳原子,设计出三个阴离子系列。将其与7种阳离子组合,构建出21个含能离子盐。研究了不同离子桥和不同铵类阳离子对这些盐性能的影响。我们发现,通过将离子桥引入高度硝化的环或用离子桥替换原来的桥基,可以战略性地设计一些具有优异性能和低感度的高硝化笼型化合物;4、以双三唑为母体结构,通过与不同的去质子化基团、不同的取代基和不同的桥基组合,设计出一系列阴离子。然后,这些阴离子与NH4+、N2H5+和NH3OH+三类阳离子组建一系列含能离子盐。研究了离子桥和铵类阳离子对这些盐性能的影响。我们发现,通过将具有极佳爆轰性能的含能分子转化为含能离子,可以有效地开发出一些具有优异性能和低感度的高硝化化合物。
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