AB-,2-型Laves相Zr-Mn基貯氫合金的電子結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、本論文以典型的ZrMn<,2>合金為基礎(chǔ)，研究了AB<,2>型Laves相Zr-Mn基貯氫合金的電子結(jié)構(gòu)與成鍵特性，具體內(nèi)容為：采用基于密度泛函的第一原理贗勢平面波方法，對具有相同結(jié)構(gòu)的AB<,2>型Laves相Zr<,4>Mn<,6>M<,2>(M=Al，Co，F(xiàn)e，Mn，Ni，V)貯氫合金及其氫化物的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計算，并分析了成鍵特性。從理論上進(jìn)一步揭示各種添加元素在AB<,2>型Laves相Zr<,4>Mn<,6>M<,2>合金

2、中的相互作用和對電化學(xué)性能的影響。論文的主要研究結(jié)果如下： 對ZrMn<,2>貯氫合金及其氫化物的電子結(jié)構(gòu)第一原理研究結(jié)果表明：在ZrMn<,2>合金中，Mn(2)原子之間的相互作用強(qiáng)于Mn原子與Zr原子之間的相互作用，Mn(2)-Mn(2)原子間存在明顯的共價作用，但在吸氫后，Mn(2)-Mn(2)相互作用明顯減弱。H與Zr之間在c軸方向的鍵合力較弱，當(dāng)H進(jìn)入吸氫四面體后所引起的晶格膨脹使Zr原子易于向外移動，使得c軸的膨脹大

3、于a軸的膨脹。 對Zr<,4>Mn<,6>M<,2>(M=Al，Co，F(xiàn)e,Mn,V)及其氫化物的電子結(jié)構(gòu)第一原理計算結(jié)果表明：在合金Zr<,4>Mn<,6>M<,2>＝Al，Co，F(xiàn)e,Mn，v)中，M-Mn(2)間的相互作用強(qiáng)于M-Zr間的相互作用。M-Zr相互作用強(qiáng)弱隨元素變化的順序為：Co>Fe>Mn>V，使得替代后Zr<,4>M<,6>M<,2>的晶胞參數(shù)a，c值大小順序為：CoM

4、n<,6>M<,2>H<,12>中Mn(2)-H間相互作用強(qiáng)度隨替代元素變化的順序為：Co>Fe>Mn>V，因而摻雜合金氫化物中Mn(2)原子的口，b軸坐標(biāo)值隨元素變化順序為：CoMn>Fe>Co，相互作用越強(qiáng)合金越穩(wěn)定，是摻雜合金中分解壓的大小順序為：V貯氫合金和其氫化物的電子結(jié)構(gòu)計算結(jié)果表明：Zr4

5、Mn6M2(M=Mn(2)，Ni)晶體中，M-Mn(2)相互作用較強(qiáng)，其氫化物中H-M相互作用較強(qiáng)。Zr<，4>Mn<,6>Ni<,2>H<,12>中H-Ni鍵強(qiáng)于ZrMn<,2>H<,3>中的H-Mn(2)鍵，使Zr<,4.Mn<,6.Ni<, 2>晶體更易吸氫其平衡氫壓減小。而H和Zr之間在c軸方向的鍵合力，與加Ni前相比明顯減弱，使得吸氫后Zr原子的c坐標(biāo)值與吸氫前相比顯著增大。加Ni后合金中Mn(2)-M和M-Zr間沿a，c軸方