●前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 含能材料研究現狀 2
1.3 含能材料前沿發展方向 9
1.3.1 鈍感高能材料結構設計新理論 9
1.3.2 含能材料制備新技術 11
1.3.3 含能材料應用新範疇 11
參考文獻 13
第2章 含能材料性能理論研究 14
2.1 含能材料關鍵參數計算 14
2.1.1 密度預估 14
2.1.2 生成焓計算 15
2.1.3 爆熱計算 18
2.2 含能材料感度預估 20
2.2.1 量子力學方法 21
2.2.2 定量結構-性質相關性法 22
2.3 含能材料力學性能 25
2.3.1 力學性能測試方法 25
2.3.2 力熱耦合機制 31
2.3.3 結構形變模擬 32
2.4 含能材料反應活性理論研究 37
2.4.1 分子動力學理論及發展現狀 37
2.4.2 含能材料在特別條件下的化學反應 38
2.5 含能材料爆轟性能理論研究 42
2.5.1 爆轟性能理論計算基礎 43
2.5.2 爆轟性能預估軟件 44
參考文獻 45
第3章 含能材料的合成與制備 56
3.1 傳統有機含能材料 56
3.1.1 高能硝胺化合物 56
3.1.2 鈍感硝基化合物 59
3.1.3 含能增塑劑 76
3.1.4 含能催化劑 82
3.2 含能離子液體 84
3.2.1 唑類含能離子液體 84
3.2.2 季銨鹽類含能離子液體 89
3.2.3 其他含能離子液體 90
3.3 高氮及全氮化合物 94
3.3.1 高氮化合物 94
3.3.2 全氮化合物 109
3.4 硝基芳烴化合物 114
3.4.1 離子液體中制備 114
3.4.2 無機固體酸催化作用下制備 118
3.4.3 過渡金屬及鑭繫金屬鹽作用下制備 121
3.5 含能配合物 123
3.5.1 高氯酸類含能配合物 123
3.5.2 疊氮類含能配合物 126
3.5.3 硝酸類含能配合物 127
3.5.4 硝基酚類含能配合物 128
3.5.5 配位中心的作用 130
3.6 亞穩態分子間復合物 131
3.6.1 制備方法 131
3.6.2 基於金屬氧化物的MICs 132
3.6.3 基於氟聚物的MICs 134
3.6.4 基於碘氧化物或碘酸鹽的MICs 136
3.7 金屬有機框架含能材料 141
3.7.1 中性MOFs 141
3.7.2 陽離子型MOFs 150
3.7.3 陰離子型MOFs 151
參考文獻 153
第4章 含能材料的釋能規律 169
4.1 含能材料熱分解動力學 169
4.1.1 基辛格法 169
4.1.2 等轉化率法 170
4.2 熱分解反應物理模型計算方法 171
4.2.1 經驗模型法 171
4.2.2 聯合動力學分析法 173
4.2.3 樣品受控熱分析法 174
4.3 含能材料熱分解機理 174
4.3.1 分解機理研究方法 174
4.3.2 推進劑分解產物與燃燒模型 175
4.3.3 熱分解及燃燒機理的理論研究 176
4.4 含能材料燃燒特性 180
4.4.1 含能材料點火 180
4.4.2 鋁粉氧化燃燒過程 182
4.4.3 鋁粉燃燒效率影響因素 187
4.4.4 固體推進劑燃燒性能調控 191
4.5 含能材料燃燒轉爆轟 195
4.5.1 燃燒轉爆轟的研究方法 196
4.5.2 燃燒轉爆轟影響因素 199
4.5.3 燃燒轉爆轟機理 202
4.6 特別條件下含能材料的響應 203
4.6.1 特別條件的分類 203
4.6.2 超高壓制備技術 205
4.6.3 含能材料高壓響應 209
參考文獻 214
第5章 含能材料的改性 225
5.1 含能材料顆粒的表面改性 225
5.1.1 晶體的表面無缺陷處理 225
5.1.2 晶體表面惰性包覆 226
5.2 含能材料的摻混改性 228
5.2.1 金屬氧化物摻混含能復合物 228
5.2.2 雜化復合含能晶體 230
5.3 含能材料的重結晶與共晶 231
5.3.1 材料晶體學基本理論 231
5.3.2 含能材料重結晶技術 232
5.3.3 含能材料共晶技術 234
5.4 含能材料的納米化改性 240
5.4.1 納米含能材料的優勢 240
5.4.2 納米單質含能材料 242
5.5 碳納米材料改性含能材料 243
5.5.1 碳納米管基含能材料 243
5.5.2 氧化石墨烯基含能材料 256
5.5.3 石墨烯基含能材料 262
5.5.4 熱解碳改性含能材料 264
5.5.5 功能化富勒烯含能材料 265
參考文獻 272
第6章 復合含能材料的配方設計及應用 283
6.1 高能固體推進劑 283
6.1.1 NEPE高能固體推進劑 283
6.1.2 CL-20高能固體推進劑 285
6.1.3 HNF高能固體推進劑 286
6.1.4 ADN高能固體推進劑 289
6.1.5 含儲氫材料的高能固體推進劑 293
6.2 綠色液體推進劑 295
6.2.1 綠液體推進劑 295
6.2.2 綠液體推進劑 300
6.2.3 高能原子液體推進劑 303
6.3 低煙焰 304
6.3.1 低焰 304
6.3.2 低煙 307
6.4 聚合物 310
6.4.1 聚合物概述 310
6.4.2 基於RDX的PBX 310
6.4.3 基於HMX的PBX 311
6.4.4 基於CL-20的PBX 313
6.4.5 基於TATB的PBX 314
6.5 火工藥劑 315
6.5.1 火工藥劑概述 315
6.5.2 點 316
6.5.3 照明劑 319
6.5.4 延期藥 322
6.5.5 煙霧劑 324
參考文獻 325
第7章 含能材料的安全與環保要求 331
7.1 感度 331
7.1.1 機械感度 331
7.1.2 靜電火花感度 333
7.1.3 衝擊波感度 333
7.1.4 能量密度與安全性的制約關繫 334
7.1.5 感度理論及內在機制 336
7.2 相容性與安定性 339
7.2.1 相容性和安定性的評價方法 339
7.2.2 相容性研究現狀 342
7.3 易損性 344
7.3.1 低易損性彈藥的研究背景 344
7.3.2 低易損性彈藥的評價標準 346
7.3.3 低易損性彈藥的現狀 347
7.4 含能材料的毒性與環保含能材料 347
7.4.1 含能材料毒性內涵 347
7.4.2 含能材料環保原料 349
7.4.3 環保型含能材料 352
7.5 含能材料的綠色工藝 355
7.5.1 綠色制造技術概述 355
7.5.2 綠色合成工藝 356
7.5.3 綠色制造工藝 358
7.6 廢舊含能材料的回收利用 359
7.6.1 廢舊含能材料的來源和性質 359
7.6.2 廢舊含能材料的再利用途徑 360
7.6.3 廢舊含能材料的回收再利用技術 361
參考文獻 364
附錄 369
A1 國外主要含能材料研究機構簡介 369
A2 重要學術會議 380

含能材料是有別於化石能源材料的一類特種能源材料，主要用於彈藥和火箭燃料，分子設計和制備、配方設計和工藝、能量釋放和做功過程均涉及復雜的基礎物理化學問題。圍繞含能材料理論設計、制備及應用，本書重點介紹含能材料性能理論、新型含能分子的結構及性能、含能材料的改性技術、復合含能材料的配方設計及應用、含能材料的安全與環保要求五方面內容。附錄部分給出了國外主要含能材料研究機構和行業內重要學術會議信息。本書對兵器科學與技術、航空宇航推進理論與工程、材料學和武器學科等相關領域的學生和科研工作者均有一定的參考價值。同時，也可供含能材料相關專業研究生和本科生作為教材使用。