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高能炸药已广泛应用于军用和民用,但现使用的高能炸药不能同时满足高性能与低感度的要求。因此,寻求新型高能钝感炸药是急需解决的问题。HMX是当前综合性能表现突出的一种单质猛炸药,但由于其机械感度高,不能得到广泛应用。最近,共晶炸药研究已成为高能钝感炸药领域的热点。HMX共晶可保持其高能的同时降低其机械感度。目前,对于HMX共晶炸药的组装机理和性能还未完全清楚,需进一步研究。本文围绕着HMX共晶的组装机理、爆轰性能、感度和热稳定性开展了系统研究,得到了以下主要的创新性结论：1、采用聚焦光束反射测量(FBRM)和全自动反应仪(Labmax)动态法测定了HMX在DMF、1,4-丁内酯和环己酮的溶解度曲线,其实验数据与其他文献值相差较小。表明FBRM测定溶解度曲线具有快速、准确性高等特点。并运用Apelbalt溶解度模型和经验多项式模型对其溶解度曲线进行回归,发现Apelbalt模型的相对偏差小于1%。说明HMX溶解度曲线更符合Apelbalt模型。2、采用溶剂挥发法制备三种HMX共晶(HMX/NMP、HMX/DMI和HMX/PNO共晶),并用X射线单晶衍射和粉末衍射技术确定了其晶体结构。通过对其晶体结构分析和DFT计算,揭示了HMX共晶的组装规律,即HMX分子中的亚甲基的化学性质较为活泼,易与芳环相邻氧原子形成分子间氢键。同时,HMX分子中的硝基易与其他原子发生相互作用,例如硝基间偶极-偶极作用和氢键。3、在GGA/PBE/G06水平上,对HMX/DMI和HMX/MPNO共晶在静水压强为0-100GPa作用下的几何结构进行了系统的研究。发现随着静水压强的不断增大,共晶中HMX分子的畸变越来越严重。而其晶体密度也随之增大,表明增大外界压强有利于提高HMX共晶的爆轰性能。4、HMX/DMI共晶的带隙随着静水压强增大而逐渐减小,说明其感度也不断增大。对于HMX/MPNO共晶,其带隙在静水压强为0-70GPa范围内不断减小,而在70GPa附近突然增大,之后逐渐减小。预示着HMX/MPNO共晶在静水压强为70GPa附近可能具有较好的爆轰性能,并且其感度较低。5、采用声子谱态密度的计算,分析了HMX/DMI和HMX/MPNO共晶的热力学性质。发现升高温度有助于HMX/DMI和HMX/MPNO共晶的形成,而增大外界压强不利于其形成。6、在ωB97XD/6-311G(d,p)水平上,对13种HMX/咪唑衍生物、HMX/LLM-105和HMX/NTO共晶的结合能、热力学性质、NBO和AIM等进行了系统的研究。发现晶体内存在着较强的主客体相互作用,主要作用类型可分为CH...O, NH...O, N...O和O...O等非传统相互作用。HMX共晶的组装过程是一个放热反应,低温有利于其形成。此外,发现大多数HMX共晶的晶体密度要大于HMX的晶体密度,表明制备HMX共晶的确可以“智能”的调控其晶体密度,而不是简单的介于HMX和共晶试剂之间。HMX共晶的爆轰性能和感度的计算进一步揭示了共晶可以在保持其高能的同时降低感度,为钝感高能炸药的探索提供了新的思路。