α-β-HMX太赫茲吸收譜特性研究.pdf

1、HMX又稱作奧克托今(Octogen)，化學(xué)名稱為“環(huán)四亞甲基四硝胺”，分子式為C4H8N8O8，是一種能量很高、感度卻相對(duì)較低的硝胺類炸藥，具有良好的火炸藥性能，常用于各種高聚物粘結(jié)炸藥、高能固體推進(jìn)劑、高能發(fā)射藥以及民用爆破、深井石油開采和衛(wèi)星發(fā)射等尖端武器、常規(guī)武器和民用工程等領(lǐng)域。
　　HMX存在α、β、γ、δ四種不同的晶型結(jié)構(gòu)，通常情況下以β型HMX最為穩(wěn)定，具有最高的能量密度和最好的物理化學(xué)性能，在國(guó)防與民用領(lǐng)域應(yīng)用也

2、最為廣泛。大量研究實(shí)驗(yàn)表明，HMX的這四種晶型在一定的條件下會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)換，其化學(xué)物理性能會(huì)發(fā)生改變，在實(shí)際應(yīng)用中帶來(lái)一定的影響。HMX的晶型轉(zhuǎn)換現(xiàn)象本質(zhì)在于其分子結(jié)構(gòu)構(gòu)型發(fā)生的變化，屬于分子層面研究范疇，現(xiàn)有的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù)中，太赫茲光譜作為新興的光譜學(xué)方法，對(duì)于材料的分子構(gòu)型變化十分敏感，特別是對(duì)于同質(zhì)多晶型炸藥結(jié)構(gòu)表征具有巨大優(yōu)勢(shì)。
　　本論文基于太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)，開展了不同顆粒度HMX的樣品以及不同含量HMX的樣品的太

3、赫茲時(shí)域光譜檢測(cè)方法研究，研究了樣品狀態(tài)對(duì)太赫茲時(shí)域光譜的影響。以α/β-HMX為切入點(diǎn)，開展了α/β-HMX的太赫茲吸收光譜特性研究，獲得了α-HMX和β-HMX在0.2THz～2.0THz范圍內(nèi)的特征吸收峰，其中α-HMX在0.82 THz、1.51 THz以及1.93 THz三處有特征吸收峰，1.51 THz吸收最強(qiáng)，0.82 THz吸收最弱;β-HMX在1.80 THz有一處吸收峰。
　　基于量子化學(xué)理論，利用Gaussi

4、an09軟件和Materials Studio軟件，基于不同的密度泛函理論(DFT)函數(shù)獲得了α/β-HMX單分子體系和晶胞體系兩種模型下的分子振動(dòng)頻率，對(duì)比了實(shí)驗(yàn)光譜與計(jì)算結(jié)果的異同，利用可視化模塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)太赫茲特征吸收峰歸屬的指認(rèn)，討論了α/β-HMX太赫茲吸收峰形成的物理機(jī)制。結(jié)果表明:β-HMX晶體所得1.80THz特征吸收峰來(lái)源于其分子結(jié)構(gòu)中兩個(gè)硝基的擺動(dòng);α-HMX晶體0.82 THz的吸收峰來(lái)源于一對(duì)硝基的對(duì)稱擺動(dòng)，1.