开题报告
一、拟选定学位论文的题目名称
氮杂含能离子盐的结构与性质理论研究
二、 选题的科学意义和应用前景
近年来，我军大批量高价值装备，如航母、新型战舰核潜艇和四代战机不断问世，舰载武器对装药的抗打击能力提出了迫切要求，高安全性的钝感炸药的研制迫在眉睫。 作为武器能量载体的炸药必须满足高能量密度、低易损性和环境适应性的要求。因此，开发具有更优的性能和（或）更低的感度以及环境友好的高能量密度材料(HEDMs) 是近年来含能材料研究的热点[1]。高能量密度材料是指单位体积含有高潜能的含能材料，其中包括单质炸药、氧化剂、含能粘合剂、含能增塑剂及其它含能组分，可用于很多弹药和推进系统[2]。HEDMs 的关键指标包括分子内 C/H/N 比例、密度、氧平衡、生成焓、感度（撞击、摩擦、冲击波、静电）、热稳定性、水解稳定性、爆轰性能以及环境容许性[3]。
寻找高爆轰性能、低感、化学及热稳定性好以及环境友好的高能量密度材料（HEDM）成为当今含能材料的研究热点之一。然而能量和感度之间往往是相互对立的[4]，制备高能而钝感的炸药是人们一直追求的目标。高能富氮化合物由于能量高且稳定性良好而引起了科技人员的极大兴趣。高能富氮化合物是指分子中氮含量超过的化合物。氮杂环含能化合物因其高密度、高生成热[5,6]、高氧平衡、低感和稳定性好[7,8]，等优点受到了科学家们越来越多的关注。高能富氮化合物的高氮、低碳和低氧结构使得他们更易达到氧平衡，进而有利于提高体系的爆轰性能。同时，高能富氮化合物的大部分燃烧分解气体产物为氮气，因此被称为环境友好型含能材料。此外，还能有效降低所释放气体产物的特征信号[9-11]。传统的有机含能化合物的能量主要来源于其分子骨架燃烧产生的水和二氧化碳的放热过程，它们普遍具有较低的生成焓[12]。而高能富氮化合物中氮杂环结构的C-N、C=N、N-N、N=N键和更大的环张力是其高能量的主要来源，它们的生成焓普遍较高且热稳定性好[13,14]。这些优良的性能使高能富氮材料在低残澄火药、低特征信号推进剂和新型高能钝感炸药等含能材料领域具有广阔的应用前景。
含能离子盐的应用研究主要表现在两个方面，一是在推进剂中的应用研究，二是作为焰铸炸药中和替代物的研究。含能离子化合物的易设计性和低感度的特点使其在低易损焰铸炸药的研究上受到了广泛的关注。目前对含能离子化合物的研究多集中在富氣杂环化合物上。富筑杂环化合物热稳定性好，且感度相对低，能满足低特征信号的要求，有望在推进剂中得到广泛应用。
作为理论化学核心手段的量子化学近年来有了飞速发展,量子化学理论、方法、程序的发展以及计算机技术的日益更新,使理论化学在解决分子水平的化学问题时发挥越来越重要的作用。许多实验不能解决的课题,完全可以进行合理的分子设计和构思,进行各种静态、动态、单体、混合态以及气、固、液三相的理论计算,尤其对于易燃、易爆、危险、“禁试”乃至无法知道存在与否的高能化合物,量子化学计算更显得得心应手,所获得的信息量大,耗费人力、物力少。
因此可以采用现有的量子化学计算软件，运用DFT方法，计算研究系列阴离子盐和阳离子盐的晶体密度、生成热、爆轰性能以及它们的形成热力学性质。密度泛函理论(DFT) 用密度泛函描述和确定体系的性质而不求助于体系波函数[15,16]。
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