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结 论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 绪论
含能材料即含能化合物，是一种具有高能量密度的物质，该物质具有爆炸性、爆燃性，在一定的外界条件影响下，会发生剧烈氧化还原反应并放出大量的能量。因此，含能材料作为一种特殊的能源，可应用于军事武器、民用爆破等多个领域。
含能材料的发展历史大致可分为以下的三个阶段。以黑火药为代表的简单火工药剂时期是含能材料发展的第一阶段；随后，近代化学的兴起推动了含能材料的发展，科学家们相继合成出了硝化纤文和硝化甘油。而标志含能材料的发展进入第二阶段的则是德国人制备出的三硝基甲苯(TNT)；之后，发现新型炸药热潮的兴起和世界大战爆发的历史背景也都促使含能材料处于高速的发展状态。最后，20世纪初期合成的高能炸药黑索金(RDX)和30年代合成的奥克托金(HMX)如图1.1，则是含能材料发展的第三阶段。进入二十一世纪后，随着科学技术的高速发展和现代化武器系统的更新换代，含能材料的开发利用也越来越受到人们的关注。人们不再单纯的追求高能量，同时还希望制备出高安全性、低成本并且对环境友好的含能材料。传统的含能材料通过提高氧平衡来提高其爆炸性能，但随着氧平衡的提高其稳定性就会降低，两者是相互对立、矛盾的。为了化解这个矛盾，国内外学者开始研发各种新型的含能材料[1,2]。由此，第四代新型含能材料——高氮含能化合物也就登上了历史的舞台。
图 1.1 传统含能材料
与传统的含能材料相比，高氮含能化合物不仅具有高生成焓[3,4]、低感度和高热稳定性[5,6]等优点，而且对环境的污染也比传统的含能材料减轻了许多。由于其优良的性能，人们主要将其应用于高能纯感炸药[7]、无烟烟火剂[8,9]、气体发生剂[10,11]和小型推进系统固体燃料[12,13]等。国内首个合成出高氮含能化合物的是北京理工大学的庞思平，他对氨基三唑进行氧化偶联，合成出多个氮相连的结构[14]。接着西安近代化学研究所的王伯周对大批量四嗪类化合物的制备进行了工艺的优化[15,16]，除此之外，还有许多优秀的院校和研究所也纷纷展开了对高氮含能化合物的研究。虽然高氮含能材料具有良好、广泛的应用前景，但它还未能进行大批量的工业化生产，因为目前的研究仍局限于实验室的合成，工艺条件还不能达到工业生产的标准。为了能将高氮含能材料更好地应用于炸药、推进剂及其它领域，人们还需进行更深入的科学研究。不断研究发展新型的含能材料，引入新技术和新概念，使其能真正的在实际中得以应用，仍将是二十一世纪含能材料研究的重中之重。研究合成新型的含能材料才能推动现代化武器和民用爆破的发展，造福于人类社会。
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