为了寻找兼具优异爆轰性能和良好热力学及动力学稳定性的高能材料,本文设计了15个硝基尿酸化合物,运用密度泛函理论,对其性质进行了研究.通过半经验的K-J方程和比冲量预测了其爆炸性能,结果表明,所设计分子的爆热、分子密度、爆炸速率和爆炸压强同硝基取代基数目之间存在较强的线性关系.三硝基尿酸和四硝基尿酸衍生物的爆炸速率超过了8.0 km/s,爆炸压强超过了30 GPa,并且大多数衍生物的比冲量要高于目前经常使用的炸药黑索金.通过计算N—NO2键的解离能、特征落高、分子的自由空间预判了衍生物的稳定性和撞击感度,结果显示,绝大多数分子有大于80 k J/mol的键解离能.本文的理论结果可以为实验上设计合成新的高能材料提供一些有用的信息.
