1。2高能化合物发展史

我国早在唐代就有关于火药的记载，宋代时期黑色火药已被用于战争。在13世纪初，火药随着阿拉伯商人和蒙古军队的西征传入欧洲，对欧洲乃至世界的变革起到重要的作用。十八世纪末，英国人P·沃尔夫率先发现了黄色炸药（2,4,6-三硝基苯酚），这种炸药最初被用作染料，直到十九世纪末才广泛应用于军事。1846年意大利科学家A·索布雷成功研制出硝化甘油，这种液体烈性炸药非常敏感，稍有震动便会爆炸，1859，瑞典科学家A·B·诺贝尔利用“温热法”成功实现了硝化甘油的安全生产，1863年，J·威尔勃兰德成功发明TNT（三硝基甲苯）威力强大又很安全，逐步取代黄色炸药并在第二次世界大战中得到广泛应用。1899年，德国人亨宁发明RDX（环三次甲基三硝胺）,这种炸药俗称黑索金，是核武器出现之前威力最强的炸药，有“旋风炸药”之称。1941年一家生产RDX的工厂偶然发现了HMX（1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7四氮杂环辛烷），引发了含能材料史上的一次。HMX具有比RDX更好的爆轰性能，现已在军事，民用领域广泛应用。HMX虽比以往的炸药稳定许多（h¬50值为29），但依然有几率造成的事故，随着人类生产生活的发展，对HEDC的稳定性和威力的要求也日益提高，研发新型高能低感类HEDC已经迫在眉睫[4]。

1。3基体的选择

多氮类化合物相比碳氢化合物具有相对较高的生成热。密度，爆轰性能也更为突出。是研发新型HEDC的理想基体。本次实验所选取的四唑具有接近80%的含氮量[5]，高能的C-N,N-N键储存有巨大能量。目前很多研究都表明引入适当基团[6,7-9] ，不仅能提高HEDC的爆轰性能，还能提升其稳定性。该实验选取了在这方面较有潜力的六种基团，分别为氨基（-NH2），硝基(-NO2)，二氟氨基（-NF2），叠氮基（-NO2），硝酸酯基（-ONO2）和(-N(NO2)2)，进行研究。旨在糅合高能量，低感度两种优良性质。论文网

2研究方法介绍

2。1密度泛函理论

密度泛函理论是目前最为广泛的一种量子化学计算方法，以Thoms和Fermi提出的电子气模型和Hohenberg-Kohn定理为基础，并由Kohn-Sham方法的提出得以广泛传播。Hohenberg-Kohn定理可以总结为两点：1不计自旋的全同费米子系统的外势V（r）是基态电子密度ρ（r）的唯一泛函；2粒子数确定的体系中，基态能量是基态密度泛函ρ（r）下取得的最小值。该理论的核心在于用电子密度ρ取代多电子波函数作为基本量，并论证了得到基态能量的方法。Kohn-Sham方法引入了非相互作用参考系得到轨道可以精确的计算参数，并提出的局域密度近似（LDA），该理论利用均匀电子气密度函数替代非均匀电子气的相关交换泛函，以此来提高能量和密度计算值的精确度[7,11-12]。

DFT泛函有很多种类，目前最常使用的是B3LYP杂化方法，它将Beck三参数杂化方法与非定域相关泛函Lee-Yang-Parr两者结合，大大提升了计算速度。

2。2等键反应法

生成热作为HEDC的基本性质，在实践中常难以通过实验测得，等键反应顾名思义即反应式左右的键种类数量一致，使电子处于化学状态相似的环境，以此来减少系统误差。

2。3原子化方法：

原子化方法指的是通过设计原子化反应来计算生成热的一种方法,以分子式CaHbOc的化合物为例。原子化反应为

               (1) CaHbOc（g）=aC（g）+bH（g）+cO（g）

               (2)ΔH₂₉₈=ΔE₀ +ΔEZPE +ΔHT +ΔnRT=aΔfHC+bΔfHH+cΔfHO