金属学报  2008, Vol. 44 Issue (3): 351-356

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Co对ZrMn2合金贮氢性能影响的第一性原理研究

梁初 许灵艳 姚春贤 蓝志强 黎光旭 郭进

广西大学物理科学与工程技术学院有色金属材料及其加工新技术教育部重点实验室

First-Principles Investigation on Effect of Co On Hydrogen Storage Properties of ZrMn2 Alloy

LIANG Chu; XU Lingyan; YAO Chunxian;LAN Zhiqiang; LI Guangxu; GUO Jin

梁初; 许灵艳; 姚春贤; 蓝志强; 黎光旭; 郭进 . Co对ZrMn2合金贮氢性能影响的第一性原理研究[J]. 金属学报, 2008, 44(3): 351-356 .
, , , , , . First-Principles Investigation on Effect of Co On Hydrogen Storage Properties of ZrMn2 Alloy[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(3): 351-356 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(801 KB)   摘要: 采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法，计算了Zr4Mn8-xCox（x=0、2、3）合金及氢化物的电子结构和生成焓。晶胞体积、生成焓的计算值随Co含量的变化趋势与实验测定的相一致。计算结果表明：Zr 4d轨道在费米能级处的态密度、H-Zr(2)与H-Mn(6h)的相互作用强度是决定氢化物稳定性的主要因素；合金Zr4Mn8-xCox的晶胞体积与6h位置原子间相互作用随着Co含量的增加而变化，是影响合金平台氢压的重要因素。 关键词 ： ZrMn2合金,  贮氢性能,  电子结构     Abstract：The electronic structures and formation enthalpy of alloys Zr4Mn8-xCox（x=0, 2, 3）and hydrides are investigated using Plane-wave pseudo-potential method based on density function theory. Calculated and experimental trends of cell parameters and formation enthalpy are consistent with increasing Co content. The density of states of Zr 4d band at Fermi level and interactions of H—Zr(2) and H—Mn(6h) play a dominant role in stability of hydrides. We find that the changes of cell volume and interactions among 6h sites atoms with increasing Co content are important factors to affect platform pressure of alloys. Key words： ZrMn2 alloy    Hydrogen-storage property    Electronic structure 收稿日期: 2007-06-14      ZTFLH:  TG239.7   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 梁初 许灵艳 姚春贤 蓝志强 黎光旭 郭进 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2008/V44/I3/351 [1]Moriwaki Y,Gamo T,Seri H,Iwaki T.J Less-Common Met,1991;172-174:1211 [2]Yonezu I,Nasako K,Honda N,Sakai T.J Less-Common Met,1983;89:351 [3]Shaltiel D,Jacob I,Davidov D.J Less-Common Met, 1977;53:117 [4]Fujitani S,Yonezu I,Saito T,Furukawa N,Akiba E, Hayakawa H,Ono S.J Less-Common Met,1991;172 174:220 [5]Pourarian F,Sinha V K,Wallace W E,Smith H K.J Less Common Met,1982;88:451 [6]Hsu Y S,Perng T P.J Alloys Compd,1995;227:180 [7]Li G P,Nishimiya N,Satoh H,Kamegashira N.J Alloys Compd,2005;393:231 [8]Yonezu I,Fu jitani S,Furkawa A,Nasako K,Yonesaki T, Saito T,Furukawa N.J Less-Common Met,1991;168: 201 [9]Moriwaki Y,Gamo T,Shintani A,Iwaki T.Denki Kagaku, 1989;57:137 [10]Komazaki Y,Uchida M,Suda S,Suzuki A,Ono S, Nishimiya N.J Less-Common Met,1983;89:269 [11]Suzuki A,Nishimiya N,Ono S,Higano S,Kamino K. Chem Lett,1982;75 [12]Jian X L,Huang C K,Zheng D S,Wei W L,Guo J.Acta Metall Sin,2006;42:123 (菅晓玲，黄存可，郑定山，韦文楼，郭进．金属学报，2006；42：123) [13]Su Q,Li B Q,Zhang R,Jian X L,Guo J.J Chin Nonfer- rous Met,2004;14:1711 (苏强，李榜全，张睿，菅晓玲，郭进．中国有色金属学报，2004；14：1711) [14]Nietsch T,Rickert A,Schutt E,Domschke T.Int J Hy- drogen Energ,1993;18:751 [15]Matsumura T,Yukawa H,Morinaga M.J Alloys Compd, 1998;279:192 [16]Li G P,Nishimiya N.J Alloys Compd,2005;392:274 [17]Segall M D,Lindan P J D,Probert M J,Pickard C J,Has- nip P J,Clark S J,Payne M C.J Phys:Condens Matter, 2002;14:2717 [18]Marlo M,Milman V.Phys Rev,2000;62 B:2899 [19]Vanderbilt D.Phys Rev,1990;41B:7892 [20]Monkhorst H J,Pack J D.Phys Rev,1976;13B:5188 [21]Soubeyroux J L,Pontonnier L,Miraglia S.Z Phys Chem, 1993;179:187 [22]Nakamura H,Nguyen-Manh D,Pettifor D G.J Alloys Compd,1998;281:81 [23]Maliverney C,Mulhauser M.Kirk-Othmer Encylopedia of Chemical Technology.4th ed.,New York:John Wiley & Sons Inc,1995:838 [24]Hector L G,Herbst J F,Capehart T W.J Alloys Compd, 2003;353:74 [25]Michaelides A,Hu P.J Chem Phys,2000;112:6006 [26]Kolos W,Roothan C C.J Rev Mod Phys,1960;32:219 [27]Hu C H,Chen D M,Wang Y M,Yang K.J Alloys Compd, 2006;in press [28]Okado Y,Translated by Wu Y K,Miao Y Q.Property of Metallic Hydride and Application.Beijing:Chemical Industry Press,1990:36 (大角泰章著；吴永宽，苗艳秋译．金属氢化物的性质与应用．北京：化学工业出版社，1990：36) [29]Van Mal H H,Buschow K H J.J Less-Common Met, 1974;35:65 [30]Zhang R J,Wang Y M,Chen D M,Yang R,Yang K.Acta Mater,2006;54:465 [1] 皇甫顥, 王子龙, 刘永利, 孟凡顺, 宋久鹏, 祁阳. W1 - x Ir x 固溶合金几何结构、电子结构、力学和热力学性能的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 231-240. [2] 王硕, 王俊升. Al-Li合金中 δ′/θ′/δ′复合沉淀相结构演化及稳定性的第一性原理探究[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1325-1333. [3] 陈丽群, 邱正琛, 于涛. Ru对NiAl[100](010)刃型位错电子结构的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(2): 223-228. [4] 毛萍莉,于波,刘正,王峰,鞠阳. Mg-Zn-Ca合金中AB2型金属间化合物电子结构和弹性性质的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2013, 49(10): 1227-1233. [5] 黄炼,高坤元,文胜平,黄晖,王为,聂祚仁. Al3M(M=Ti, Zr, Hf)亚稳相和平衡相的价电子结构分析[J]. 金属学报, 2012, 48(4): 492-501. [6] 周惦武 刘金水 徐少华 彭平. Al2Sr和Mg2Sr相结构稳定性与弹性性能的第一原理计算[J]. 金属学报, 2011, 47(10): 1315-1320. [7] 周惦武 徐少华 张福全 彭平 刘金水. ZA62镁合金中AB2型金属间化合物的结构稳定性与弹性性能的第一原理计算[J]. 金属学报, 2010, 46(1): 97-103. [8] 张国英 张辉 方戈亮 杨丽娜. Al--Zn--Mg--Cu 系铝合金中不同区域电子结构及应力腐蚀机理分析[J]. 金属学报, 2009, 45(6): 687-691. [9] 刘贵立 . 基于递归法钛合金应力腐蚀机理研究[J]. 金属学报, 2007, 43(3): 249-253 . [10] 陈丽群; 邱正琛 . Fe中刃型位错扭折处掺S的电子结构[J]. 金属学报, 2007, 43(10): 1015-1019 . [11] 姚强; 张羽; 孙坚 . 过渡金属元素在NbCr2 Laves相中晶格占位的第一性原理计算[J]. 金属学报, 2006, 42(8): 801-804 . [12] 陶辉锦; 谢佑卿; 彭红建; 余方新; 刘锐锋; 李晓波 . fcc，压稳hcp和bcc-Cu的原子状态及物理性质随温度的变化关系[J]. 金属学报, 2006, 42(6): 565-571 . [13] 菅晓玲; 黄存可; 郑定山; 韦文楼; 郭进 . ZrMn2合金及其氢化物的电子结构与成键特性的第一原理研究[J]. 金属学报, 2006, 42(2): 123-128 . [14] 袁宏宽; 陈洪 . V12M团簇的电子结构和磁性的第一性原理研究[J]. 金属学报, 2006, 42(12): 1285-1290 . [15] 章晓中; 张丽娜; 马钺; 齐俊杰; 袁俊 . 钢铁材料晶界性质和冲击断裂特征的电子结构表征[J]. 金属学报, 2005, 41(6): 617-621 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed