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开发具有更高性能与低感度的以及环境友好的新型高能密度材料（HEDM）是近年含能材料领域的研究重点。但是高能量通常导致高感度。因此，需要合理的设计策略来解决高能量与低感度的冲突矛盾。近年来，采用高氮含量的含能杂环盐作为高能密度材料取得了很大的进展。含能盐相对于其分子类似物来说，具有更低的蒸汽压，更好的热稳定性。此外，含能盐的阴离子和阳离子组份均可被独立修饰，因此可以通过不同的阳离子与阴离子的精心设计来提高其性质。本论文设计并成功合成了3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑（HANTT）及其8种富氮含能离子盐，并用1H NMR、13C NMR、IR以及元素分析对它们进行了全面表征。利用X-射线单晶衍射确证了3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑与它的胍盐、氨基胍盐和3,5-二氨基-1,2,4-三唑盐的结构。这8种含能盐具有良好的热稳定性，分解温度介于231321℃之间。测定了3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑及其含能离子盐的密度，介于1.651.81g cm3之间。3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑及其含能离子盐对撞击与摩擦都钝感，成盐后静电火花感度有了极大的提高，从母体的7.04J提升到了>44J。利用等键反应结合Gaussian软件计算了3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑含能离子盐的生成焓，介于1637.22465.2kJ kg1之间。用EXPLO5软件计算了3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑含能离子盐的爆压和爆速分别介于22.632.6GPa和77428779m s1之间。其中3-硝基-5-氨基-1-四唑基-1,2,4-三唑铵盐(Td=281℃)与羟胺盐(Td=264℃)具有良好的热稳定性，对撞击、摩擦和静电火花钝感，且展现出良好的爆轰性能，分别为vD=8507m s-1, P=29.6GPa与vD=8779m s-1, P=32.6GPa，在该系列盐中综合性能最好，具有很好的应用前景。本论文设计与合成了7-硝基-4-酮-4,8-二氢-[1,2,4]三唑[5,1-d][1,2,3,5]四嗪-2-氧化物(HBCM)，研究讨论了其反应机理，涉及四唑环的裂解、C=N双键与硝基的环化等。利用X-射线单晶衍射确证了7-硝基-4-酮-4,8-二氢-[1,2,4]三唑[5,1-d][1,2,3,5]四嗪-2-氧化物的钠盐、羟胺盐与胍盐的结构。通过HBCM与其钠盐的比较，发现将中性化合物转变成盐可有效解决HBCM的吸湿性。HBCM的含能盐的分解温度介于197269℃，氧平衡介于48.5%到20.6%。所有的盐对撞击钝感，对摩擦与静电火花接近钝感。含能盐的密度较高，介于1.771.97g cm-3之间，其中有4个含能盐的密度处于HEDMs的密度范畴（1.82.0g cm3）。含能盐的计算生成焓介于151.8kJ mol-1到475.6kJ mol-1之间。含能离子盐的爆压和爆速分别介于25.239.5GPa和78569069m s-1之间。大多数含能盐的计算爆轰性能都优于TATB（P=31.2GPa, vD=8114ms-1），除了胍盐与脒基脲盐。3,5-二氨基-1,2,4-三唑盐具有高的正生成焓（△fH=350.8kJ mol-1）与高密度（ρ=1.89g cm3），这些保证了其具有较好的爆轰性能（P=30.7GPa, vD=8463m s-1）。羟胺盐的性能最好，计算爆速为9069m s-1，爆压为39.5GPa，这归功于其最高的密度（ρ=1.97g cm3）与最好的氧平衡（OB=20.6%）。综合考虑爆轰性能、感度与热稳定性，与RDX相比，羟胺盐的计算爆轰性能更高且具有更低的感度与更高的密度，因此优于RDX。本论文合成了硝基、四唑环、1,2,3-三唑环与呋咱环四个含能片段相结合的化合物N-(5-(1H-四唑-5-基)-2H-1,2,3-三唑-4-基)-4-硝基-呋咱-3-胺（HTANFT），成功制备了其基于杂环和非杂环阳离子的10种含能离子盐，用1H NMR，13C NMR，IR和元素分析对它们进行了结构鉴定，并用15N NMR鉴定了胍盐。利用X-射线单晶衍射确证了HTANFT的空间构型。这些盐具有良好的热稳定性，分解温度介于193241℃之间。测定了HTANFT及其含能离子盐的密度，介于1.601.83g cm-3之间。含能离子盐的撞击与摩擦感度相对于母体HTANFT（IS=25J, FS=128N, ESD=5.39J）均有所提高，但是静电火花感度有所降低。含能离子盐的撞击感度介于27J到>40J之间；摩擦感度介于160N到324N之间，静电火花感度介于0.69J到4.64J之间。利用等键反应结合Gaussian软件计算了N-(5-(1H-四唑-5-基)-2H-1,2,3-三唑-4-基)-4-硝基-呋咱-3-胺含能离子盐的生成焓，介于857.51308.7kJ mol1之间。用EXPLO5软件计算了N-(5-(1H-四唑-5-基)-2H-1,2,3-三唑-4-基)-4-硝基-呋咱-3-胺及其含能离子盐爆轰性能。含能离子盐的爆压和爆速分别介于24.632.9GPa和79568757m s-1之间。肼盐的爆速为8703m s-1与RDX（vD=8748m s-1）相当。3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑盐具有最高的密度（ρ=1.83g cm3），较高的生成焓（△fH=1164.4kJ mol-1），因此其具有良好的爆轰性能（P=32.1GPa, vD=8741m s-1）。所有的含能盐中，羟胺盐的爆轰性能最优，这可能归功于其较好的氧平衡（OB=48.3%）与较高的密度（ρ=1.77g cm3）。从综合性能上看，肼盐、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑盐与羟胺盐可以作为RDX的潜在替代物。