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研究背景： 感度 分子结构 晶体结构 晶格聚集态 缺陷 空穴 起爆机理 起爆过程 效率设计 HMX 研究背景： Bowden [1]和Kanllet [2]等人很早就对感度与分子结构之间的关系做了大量的工作，认为认识含能材料的感度不仅要从分子内基团的特征和数目，还必须要深入到分子的电子层结构层次，才能触及问题的本质。一般认为C-NO2键的断裂常常被认为是硝基化合物分子分解过程中非常关键的一步，但有的硝基化合物分子的分解是首先发生消环反应(如黑索金(RDX)分子)。因而，确定与C-NO2键的强度相关的因素就具有十分重要的意义。 -NO2： "致敏" -NH3： "致钝" [1] Bowden F.P., Yoffe A.D., Initiation and Growth of Explosions in Liquids and Solids,Cambridge University Press, Cambridge, 1952. [2] Kamlet M.J., Proceedings 6th Symposium (International) on Detonation, San Diego,California, ADAO 59120, 1976 . 但是仅从分子角度出发得出结论往往并不完全正确，因为不同的晶体构型其感度相差很大，比如HMX炸药有四种不同的晶体结构，其中以β-HMX的感度最低。因此我们要寻求感度和其他因素间的关系。 研究背景： 研究背景： HMX即奥克托金或环四次甲基四硝基胺(octahydro-1, 3, 5, 7-tetranitro-1, 3, 5, 7 -tetrazocine)首先是由W.E.Bachmann和J.Z.Sheehan于20世纪30年代合成，是生产RDX的副产物，但比RDX有着更高的密度和熔点，自其合成以来以其最优的综合性能、极为广泛的使用率成为最炙手可热的猛炸药，许多含能材料的综合性能均将其作为参照比较的标准。 ?-HMX 的晶体及椅子型分子构型 研究背景： 包括2个C4H8N8O8分子，以b为对称轴，属于单斜晶系的P21/c 准椅状的C4H8O8N8 ?－HMX的晶体结构 包括8个C4H8N8O8分子，属于斜方晶系的Fdd2空间群 准船状的C4H8O8N8 研究背景： ?－HMX的晶体结构 包括6个C4H8N8O8分子，以c 轴为对称轴，属于P6122空间结构 研究背景： ?－HMX的晶体结构 包括两个C4H8N8O8·0.5H2O分子，具有Pn空间对称群 H2O 研究背景： 研究背景： 在实验方面： 由于HMX的特殊性，实验条件上受到很大限制。多集中在对?-HMX的高压压砧实验，温度和压强对?-HMX的光谱振动的影响；还有大量的实验是对?-HMX研究样品的宏观性质的研究。 在理论方面： 理论方面的研究多集中对在?-HMX在一定条件下的分子间及分子内力场、振动、动能模型的研究。而对HMX四种构相的系统研究，尤其是其在极端条件下的系统研究就更少。 研究内容及方法： 在微观尺度上对四种结构的HMX在极端条件(高温高压)下结构的、电子的、光学的及热力学性质进行系统研究，对三种纯HMX晶体在高温高压下的相变、力学性质以及常温常压下?-HMX基PBXs在不同晶面上的力学性质进行探讨，尝试在介观尺度上对添加粘结剂条件下?-HMX的相关性质进行讨论。 研究内容： 研究内容及方法： 研究方法： 密度泛函理论 经典分子力学方法 耗散粒子动力学方法 使用的软件： Material Studio 采用了基于密度泛函理论的平面波赝势法，使用MS中的Castep 模块； 电子之间的交换相互作用尝试使用了广义梯度近似(GGA)中的PBE和局域密度近似(LDA)中的CA交换关联势； 离子实和价电子之间的相互作用采用的是Vanderbilt超软赝势； 布里渊区积分采用Monkhorst-pack方法， 几何优化中采用Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) 的算法，收敛标准为总能量偏差小于1×10-6 eV/atom，原子的最大Hellmann-Feynman力小于0.05eV/?，最大应力偏差小于0.01GPa，最大位移偏差小于0.002 ?。 结果与讨论： 对?-HMX采用4×2×3的K点对布里渊区进行采样(网格原点位于Γ点)，平面波基函数的截断能取500eV；对?-HMX采用2×1×4的K点，500eV的截断能；对?-HMX采用3×3×1的K点，500eV的截断能；对?-HMX采用1×2×1的K点，380eV的截断能。 在进行深入的模拟之前，对同一体系采用更高的截断能和