奥克托今是典型的含能材料，也是综合性能最优的含能材料之一。本书在密度泛函理论、分子动力学及耗散粒子动力学方法的基础上，对?-HMX、?-HMX、?-HMX、?-HMX这4种晶体及以?-HMX为主炸药，以F2311、F2312、F2313、F2314、F2463、F2603、PVDF、PCTFE、PTFE、PPFP为粘结剂的PBXs进行较为系统的研究。发现在高温下，三种晶体之间存在两次相变，即在360K温度附近的β-HMX到α-HMX相变，在440K附近时的α-HMX到δ-HMX相变。在高压下，β-HMX到δ-HMX的相变发生在27GPa时，通过增加一定量的氟聚物，可以使?-HMX的力学性能有显著的提高，而且在不同的晶面上，氟聚物的影响顺序为：(100) ? (001) ? (010)。温度和摩尔比对氟聚物在?-HMX基PBXs中的分散有一定影响，氟聚物对?-HMX的包覆性和温度及摩尔比存在一最佳值，为更好地了解HMX的性能提供了理论依据。 本书可供化学、材料、物理专业的科研人员、高校教师和研究生阅读参考。

前 言 奥克托今（HMX）是最典型的、综合性能最优的含能材料之一。奥克托今优秀的热稳定性和高爆速，使其在作为高性能起爆物及推进物方面是非常有用且重要的含能材料。尽管含能材料在军事和民用方面的应用由来已久，但我们对其在极端条件下的结构、光学和热力学性质的了解并不全面。本书通过第一性原理、分子动力学、耗散粒子动力学等方法，对HMX晶体在高温高压的极端条件下的结构及性能进行了较为深入、系统的研究，为更好地利用HMX提供了理论依据。 本书首先简要介绍奥克托今的研究背景及现状，在此基础上，对书中所用的研究方法的理论进行概述，后面的章节系统地介绍关于HMX的结构及性能。 本书的主要内容是在总结作者近年来对HMX的结构及性能研究方面的相应成果的基础上撰写的，同时，也吸收了国内外同行的研究成果。书中的相关研究及分析工作得到了河南科技大学、四川大学、中国工程物理研究院流体物理研究所的大力支持。本书的出版得到了国家自然科学基金（No：11247262）、科学挑战专题资助（No：TZ2016001）和河南省高等学校重点科研项目计划（No：15B140002）的资金支持，在此深表感谢。 本书在撰写时参考的相关文献，已在每一章后列出，如有疏漏，敬请海涵，在此对相关学者、专家表示衷心感谢。由于作者水平有限，书中难免存在错误和不当之处，望广大读者、专家、学者多多批评、指导、指正。 崔红玲 2017年9月于河南科技大学图书馆

目 录 第1章 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究现状 1 1.3 研究内容及意义 3 参考文献 4 第2章 理论方法 7 2.1 第一性原理计算方法 7 2.1.1 基本理论 7 2.1.2 Thomas-Fermi模型 8 2.1.3 Hohenberg-Kohn定理 9 2.1.4 Kohn-Sham方程 9 2.1.5 局域密度近似和广义梯度近似 9 2.1.6 Bloch定理和平面波基集 10 2.1.7 赝势平面波方法 11 2.1.8 准谐Debye模型 12 2.1.9 弹性性质 13 2.2 分子动力学方法 14 2.2.1 分子动力学方法概述 14 2.2.2 分子动力学的系综 15 2.2.3 原子间的相互作用势 16 2.3 耗散粒子动力学 17 2.3.1 耗散粒子动力学发展史 17 2.3.2 耗散粒子动力学方法 19 2.3.3 排斥参数与Flory-Huggins参数之间的映射关系 20 2.4 结论 21 参考文献 21 第3章 极端条件下奥克托今（HMX）结构及性质的第一性原理计算 27 3.1 引言 27 3.2 理论方法与模拟模型 29 3.2.1 理论方法 29 3.2.2 模型结构 30 3.3 结果与讨论 31 3.3.1 常压下4种HMX的结构性质 31 3.3.2 ?-HMX的相关性质的研究 47 3.3.3 不同压强下?-HMX、?HMX-、? -HMX的晶体、电子结构及其他性质 60 3.3.4 ?-HMX、?-HMX、? -HMX在不同压强下的电子的及键的布局分析 65 3.4 结论 73 参考文献 74 第4章 极端条件下奥克托今（HMX）相变及力学性质的分子动力学研究 77 4.1 计算方法 77 4.2 常温常压下HMX的结构性质 78 4.3 不同温度、压强下3种HMX的结构性质及相变 81 4.3.1 不同温度下的结构性质及相变 81 4.3.2 不同压强下的结构性质及相变 84 4.4 不同温度、不同压强下?-HMX、?-HMX和? -HMX的力学性质 88 4.5 结论 93 参考文献 94 第5章 ?-HMX基PBXs的分子动力学研究 97 5.1 计算方法及模型的建立 97 5.2 结果和讨论 98 5.3 结论 102 参考文献 102 第6章 ?-HMX基PBXs的耗散粒子动力学研究 105 6.1 引言 105 6.2 模拟方法及模型建立 105 6.3 结果与讨论 107 6.3.1 粒子间的排斥参数 107 6.3.2 298K时?-HMX基PBXs的内部微细结构 109 6.3.3 在350K及550K条件下?-HMX基PBXs的内部微观结构 110 6.4 结论 112 参考文献 112

崔红玲，博士，毕业于四川大学原子与分子物理专业。现于河南科技大学物理工程学院任教，长期讲授大学物理、光学等课程。国家自然科学基金一项，河南科技大学博士启动基金一项。