本书是根据作者多年的工作实践经验所编写而成的。全书共分20个章节，具体内容包括一般理论计算方法简介、金刚烷的硝基衍生物、潜在HEDC晶体结构和性能的预测、ε-CL-20基PBX配方设计初探、TNAD及其同分异构体等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。

本书是作者近十年高能量密度材料部分科研工作的总结。全书共三篇20章。第一篇第1章简介一般理论计算方法，主要有量子化学、分子力学、分子动力学和静态力学分析等方法；第2章重点介绍高能量密度化合物(HEDC)能量和稳定性的定量判别标准及其计算方法。后两篇共18章，以被誉为“新世纪能源材料”的有机笼状和氮杂环硝胺两类多系列高能物质为研究对象，主要包括多取代基金刚烷和多取代基六氮杂金刚烷(第二篇)以及单环硝胺、双环硝胺、三环硝胺、螺环硝胺和呋咱稠环硝胺(第三篇)等体系，按能量和稳定性标准细致判别和筛选HEDC目标物，包括它们的气相分子、固态晶体直至复合材料，详细阐述一般条件下的结构一性能关系以及温度、压力、浓度等条件的变化对其的影响，总结了HEDC分子设计至高能量密度材料(HEDM)配方设计的成果和规律。

本书可供基础化学、高分子物理与化学、炸药化学、爆炸化学、理论和计算化学以及材料学、材料物理与化学等专业的高校师生和科技工作者参考阅读。

引言

第一篇 理论计算方法

第1章 一般理论计算方法简介

 1.1 量子化学方法

 1.2 “量化后”计算

 1.3 力场方法

 1.4 静态力学分析方法

 参考文献

第2章 HEDC的定量判别方法

 2.1 晶体密度预测

 2.2 爆速爆压预测

 2.3 稳定性和感度预测

 参考文献

第二篇 有机笼状类HEDM

第3章 金刚烷的硝基衍生物

 3.1 IR谱

 3.2 热力学性质

 3.3 能量特性

 3.4 热解机理和稳定性

 3.5 感度理论判据

 参考文献

第4章 金刚烷的NO2气相硝化反应机理

 4.1 反应机理

 4.2 分子几何

 4.3 原子电荷

 4.4 IR谱

 参考文献

第5章 金刚烷的硝酸酯基衍生物

 5.1 生成热

 5.2 能量特性

 5.3 热解机理和热稳定性

 参考文献

第6章 六氮杂金刚烷的硝基衍生物

 6.1 IR谱

 6.2 热力学性质

 6.3 能量性质

 6.4 热解机理和稳定性

 参考文献

第7章 六氮杂金刚烷的氰基、异氰基和硝酸酯基衍生物

 7.1 生成热

 7.2 能量性质

 7.3 热稳定性

 参考文献

第8章 CL-20 4种晶型和不同压力下ε-CL-20的能带结构

 8.1 计算方法及其验证

 8.2 CL-20 4种晶体的能带结构和感度判别

 8.3 压力对ε-CL-20晶体结构和性能的影响

 参考文献

第9章 潜在HEDC晶体结构和性能的预测

 9.1 晶体结构预测的原理和方法

 9.2 晶型预测结果

 9.3 晶体能带和电子结构

 9.4 带隙和感度

 参考文献

第10章 ε-CL-20/氟聚物PBX的MD模拟

 10.1 力场、模型和模拟细节

 10.2 力学性能

 10.3 结合能

 10.4 爆炸性能

 参考文献

第11章 温度、高聚物含量和晶体缺陷对PBX性能的影响

 11.1 模拟方法、模型和细节

 11.2 温度的影响

 11.3 高聚物含量的影响

 11.4 晶体缺陷的影响

 参考文献

第12章 ε-CL-20基PBX配方设计初探

 12.1 模型和模拟细节

 12.2 相容性

 12.3 安全性

 12.4 力学性能

 12.5 能量性质

 参考文献

第三篇 氮杂环硝胺类HEDM

第13章 单环硝胺

 13.1 电子结构

 13.2 IR谱

 13.3 热力学性质

 13.4 爆炸性能

 13.5 热解机理

 参考文献

第14章 双环-HMX及其同系物

 14.1 电子结构

 14.2 IR谱

 14.3 热力学性质

 14.4 爆炸性能

 14.5 热解机理

 参考文献

第15章 TNAD及其同分异构体

 15.1 电子结构

 15.2 IR谱

 15.3 热力学性质

 15.4 爆炸性能

 15.5 热解机理

 参考文献

第16章 三环硝胺衍生物

 16.1 热力学性质

 16.2 爆炸性能

 16.3 热力学稳定性

 参考文献

第17章螺环硝胺

 17.1 分子几何

 17.2 电子结构

 17.3 IR谱

 17.4热力学性质

 17.5 爆炸性能

 17.6 热解机理

 参考文献

第18章 呋咱稠环硝胺

 18.1 分子几何

 18.2 电子结构

 18.3 IR谱

 18.4 热力学性质

 18.5 爆炸性能

 参考文献

第19章 双环-HMX和TNAD晶体结构和性能的DFT计算

 19.1 计算方法及其比较

 19.2 常压下的结果

 19.3 不同压力下的结果

 参考文献

第20章 双环-HMX和TNAD晶体及其为基PBX的MD模拟.

 20.1 力场、模型和模拟细节

 20.2 晶体的热膨胀性能

 20.3 晶体的弹性力学性能

 20.4 PBX的弹性力学性能

 20.5 PBX的结合能和爆炸性能

 参考文献

附录

 Ⅰ.预测晶体密度中所选45种硝胺化合物的分子结构

 Ⅱ.8种笼状HEDC晶体结构的Dreiding力场预测

 Ⅲ.8种笼状HEDC的3种优化分子结构

 Ⅳ.氮杂环硝胺键离解能计算中涉及的总能量和零点能

结语