含能材料,如推进剂、炸药、起爆药、发射药等,一般都具有能量高、密度高、在短时间内可释放出大量能量等特点,在国防、军事、商业等领域都有着广泛的应用。实际使用中的含能材料,很少是化合物、单体炸药或单质炸药,一般都为混合物,每种炸药在保存各自特性的同时又保存着许多共性。目前的凝聚态含能材料一般主要是由 C、H、O、N这 4种元素组成的,常用的有奥克托今(HMX)、黑索金(RDX)、奥克托(Octol)、梯恩梯(TNT)、二氨基三硝基苯(DATB)、三氨基三硝基苯(TATB)、特屈儿(Tetryl)、太胺(PETN)、3,3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ),以及近年来新合成的 CL-20等。含能材料的化学结构、晶体结构不同,其爆轰能力和感度也不同,它们一般会保持其稳定分子的结合键,直到外界足够的刺激引发其最初的发热分解,其宏观的行为变化最终是由其微观的性质,如电子结构、原子间相互作用力等决定的。由于一般有机分子晶体存在两种不同的相互作用:分子内共价键作用和分子间的范德华作用力 。 高温高压等极端条件下,凝聚态物理的核心是对我们所关心的研究对象在这些条件下所发生的分解、相变等问题的研究,这些问题均与含能材料在存储、运输、起爆等过程中的安全性有着密切的联系。尽管对含能材料的研究很受重视,尤其是实际应用中的安全性、稳定性问题都是国内外研究的热点,但由于其不稳定性,尤其是在极端条件下其不安全性的增强,在实验上很难捕捉到我们所关心的很多问题。而理论与量子力学、量子化学的发展及计算机技术的突飞猛进,为我们对含能材料在不同条件下,各种复杂性能的研究提供了理论和技术支持,也为实验的发展提供了参考。