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过渡金属对Mg_2Ni氢化物电子结构和热力学稳定性影响:第一性原理研究
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:《中国有色金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]广西大学物理科学与工程技术学院,南宁530004
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50861003 51071054); 广西科学基金重点项目(2010GXNSFD013004); 广西大学拔尖创新团队建设计划项目
中文摘要:

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,计算并分析了Mg2Ni1-xMx(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,x=0.25)合金及其氢化物Mg2Ni1-xMxH4的电子结构和热力学稳定性。计算结果表明:Mg2NiH4和Mg2Ni1-xMx的晶胞参数与实验值吻合较好。对Mg2Ni1-xMxH4的电子结构分析发现:氢化物中的Ni—H和M—H键为共价键、Mg—H键为离子键,且Ni—H与M—H键的相互作用强于Mg—H键的。Mn、Fe和Co的部分替代对Ni—H键的相互作用影响较小,而Cu的替代则减弱了Ni—H键的相互作用,这可能是Cu替代后氢化物结构稳定性降低的一个原因。计算了Mg2Ni0.75M0.25H4(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu)的生成焓,分别为-57.7、-61.5、-61.4、63.4和41.6 kJ/mol,与实验值吻合较好。

英文摘要:

The electronic structures and thermodynamic stabilities of Mg2Ni1-xMx(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,x=0.25) alloys and their hydrides Mg2Ni1-xMxH4 were investigated by plane-wave pseudo-potential approach based on the density functional theory.It is found that the calculated cell parameters of Mg2NiH4 and Mg2Ni1-xMx alloy are in good agreement with the experimental results.For Mg2Ni1-xMxH4,the interaction between Mg-H bonds is ionic bond,while the interactions between Ni-H and M-H are covalent bonds,which are stronger than that of Mg-H bonds.The Ni-H bond strength is almost unchanged when Ni is partially replaced by Mn,Fe and Co,and the Ni-H bond strength is weakened when Ni is partially substituted by Cu,which may be one of the reasons for causing the reduced structure stability of Mg2Ni0.75Cu0.25H4.The calculated formation enthalpies of Mg2Ni0.75M0.25H4(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu) are -57.7,-61.5,-61.4,63.4 and 41.6 kJ/mol,respectively,which are in good agreement with the experimental results.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974