国家教育部博士点基金(20020530012)
- 作品数：14 被引量：156H指数：7
- 相关作者：刘金水周惦武彭平庄厚龙张健更多>>
- 相关机构：湖南大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金教育部科学技术研究重点项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术更多>>
- Cu合金化Mg_2Ni氢化物能量与电子结构的赝势平面波计算被引量：6
- 2008年
- 采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Cu合金化前后Mg2Ni相及其氢化物的能量与电子结构。负合金形成热的计算结果表明:Cu合金化Mg2Ni形成Mg2Ni(Ⅱ)''1-xCux(x=1/3)的相结构稳定性最高,两个Cu原子最易占据Ni(Ⅱ)的(0,0.5,0.16667)与(0.5,0,0.5)位置;进一步对其氢化物的解氢反应热进行计算,发现Cu合金化后,氢化物体系解氢反应热与合金化前相比,明显降低,表明Cu合金化Mg2Ni氢化物的解氢能力增强;电子态密度(DOS)与电子密度的计算结果发现:Mg2Ni(Ⅱ)''1-xCux(x=1/3)相结构最稳定的主要原因在于:Cu合金化后氢化物在费米能级处的成键电子数N(EF)与其它结构相比最少;而Cu合金化Mg2Ni氢化物解氢能力增强的主要原因在于:Cu合金化削弱了氢化物中Mg-Ni和Ni-H间的成键作用以及相应原子在低能级区成键电子数的减少。
- 张健周惦武彭平刘金水
- 关键词：MG2NIH4电子结构
- MgH_2-V体系解氢能力的第一原理计算被引量：3
- 2006年
- 基于MgH2-5%(原子数分数)V机械合金化检测到VH0.81/MgH2相界的实验结果,构建了一个VH/MgH2相界模型,然后采用第一原理赝势平面波方法,研究了V对MgH2解氢能力的影响及其电子作用机制.结果显示:合金化后形成的VH/MgH2相界比MgH2相的结构稳定性差,表明VH相的存在能改善MgH2相的解氢能力.电子态密度(DOS)和电子密度图的分析发现:V对MgH2相解氢能力的增强主要源于V诱导VH/MgH2相界Fermi能级EF处电子密度N(EF)的增加和EF附近HOMO-LUMO能隙?EH-L的消失,V对MgH2解氢动力学的催化作用可归因于V-H间电子相互作用比Mg-H间强,α-Mg形核在MgH2-V体系的VH/MgH2相界中比在MgH2相中容易.
- 周惦武彭平刘金水
- 关键词：第一原理计算电子结构
- Mg-Ce化合物相结构稳定性的赝势平面波方法研究被引量：10
- 2006年
- 采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Mg-Ce二元合金系中不同Ce原子浓度与结构类型金属间化合物的几何、能态与电子结构,并从合金形成热和结合能两方面调查了这些金属间化合物不同结构类型的相结构稳定性。结果表明:Mg3Ce,Mg2Ce,MgCe,MgCe2和MgCe3金属间化合物具有最强合金化形成能力和最高结构稳定性的结构类型分别为DO3,C15,Ba,C15和DO3。电子态密度(DOS)的分析结果表明:不同Ce含量Mg-Ce金属间化合物相结构稳定性的差异源于其费米能级处电子数的不同,高稳定性的相结构类型可归因于其费米能级处较少的Mg(3s),Mg(2p),Ce(5d)和Ce(4f)成键电子。
- 周惦武彭平胡艳军刘金水
- 关键词：第一原理计算电子结构
- Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的机理被引量：10
- 2008年
- 采用基于密度泛函理论的Dmol 4.1程序,从合金形成热、结合能、热力学性能和态密度等方面,研究Sb、Bi合金化提高Mg-Al系合金抗蠕变性能的影响机理。结果表明:Sb、Bi分别置换Mg-Al系合金Mg17Al12相中Mg(Ⅰ),Mg(Ⅱ),Mg(Ⅲ)和Al原子时,仅Sb置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ),Mg(Ⅱ)原子,Bi置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)原子能形成稳定的Mg17Al12固溶体结构,这表明Sb、Bi在Mg17Al12中固溶量有限。进一步比较合金化形成稳定的固溶体结构,发现Sb、Bi合金化后,固溶体结构的稳定性比未合金化时增强,其中,Sb置换Mg17Al12相中Mg(Ⅱ)原子时,其结构稳定性最高,其次Sb置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)原子,再次Bi置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)原子;而析出金属间化合物Mg3Bi2和Mg3Sb2,比相应合金化Mg17Al12固溶体的结构更稳定。不同温度下热力学性能的计算发现,合金体系中形成了结构稳定性高的Sb、Bi合金化Mg17Al12固溶体以及金属间化合物Mg3Sb2和Mg3Bi2,这些相高的结构稳定性并不因温度的升高而消失,其结构稳定性仍比Mg17Al12相高,因此Sb、Bi合金化提高了Mg-Al系合金的抗蠕变性能。电子态密度的分析结果进一步表明,Mg-Al系合金中相结构稳定性提高的主要原因在于:Sb、Bi合金化后,体系费米能级以下低能级区成键电子数的增多,其来源主要是Mg(s)、Mg(p)、Al(p)、Bi(d)和Sb(d)的价电子。
- 周惦武刘金水卢远志张楚惠
- 关键词：热力学性能
- AL-MG合金晶粒细化及电子机制研究被引量：6
- 2006年
- 采用第一原理赝势平面波法,计算了单独添加微量SC、ZR及复合添加SC、ZR后AL-MG体系的能量与电子结构。结果显示:与纯AL和AL-MG比较,AL-SC、AL-MG-SC、AL3-SC、AL-ZR、AL-MG-ZR、AL3-ZR、AL-SC-ZR、AL-MG-SC-ZR的负合金形成热与结合能增大,表明这些晶胞在AL-MG合金体系中易形成且结构稳定;对电子态密度进一步分析发现,与单独添加SC或ZR相比,复合添加SC、ZR时,晶体在费米能级附近的低能区有更多的成键电子;复合添加SC和ZR,合金体系结晶凝固时,有更多的晶粒提供非均匀形核作用的场所,因而晶粒细化的效果明显好于单独添加SC或ZR。
- 周惦武刘金水杨峰李贵发陈律彭平
- 关键词：结合能
- Mg_(17)Al_(12)相Ca合金化结构稳定性的第一原理研究被引量：13
- 2005年
- 采用第一原理赝势平面波方法,计算了Mg17Al12相Ca合金化前后的能态与电子结构。计算结果显示:当Ca分别置换Mg17Al12相中Mg(Ⅰ)、Mg(Ⅱ)和Mg(Ⅲ)原子时,(Mg17-xCax)Al12相(x=0,1,4,12)的负生成热逐渐升高、结合能逐渐增大,表明Ca置换Mg17Al12相中Mg(Ⅲ)原子时其Ca合金化能力最强,合金化后形成的(Mg5Ca12)Al12相结构稳定性最高。电子态密度(DOS)分析结果表明:Ca合金化后Mg17Al12相结构稳定性升高的主要原因是由于合金化后来自Al(p)和Ca(s)的价电子使其在低能区的成键电子数增多。
- 周惦武彭平庄厚龙胡艳军刘金水
- 关键词：结合能电子结构
- 镁基储氢材料的研究进展与发展趋势被引量：10
- 2007年
- 对近年来镁基储氢材料的研究开发概况、制备技术以及应用研究等方面进行了系统阐述,分析了影响镁基储氢材料储氢性能的主要因素,总结了采用机械合金化法、储氢合金组元部分替代、添加催化剂制成复合材料及表面改性等方法可以有效改善储氢性能,并对镁基储氢材料研究中存在的问题以及今后的发展方向进行了探讨与展望。
- 张健周惦武刘金水张楚慧
- 关键词：镁基储氢材料储氢性能机械合金化复合材料催化剂
- Mg2Ni-Cu体系相结构稳定性的密度泛函理论研究被引量：1
- 2008年
- 采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Mg2Ni相Cu合金化前后体系的能量与电子结构,结果发现:2个Cu原子最易占据Ni(Ⅱ)的(0,0.5,0.166 7)与(0.5,0,0.5)位置,而在Cu合金化Mg2Ni的相结构中,Mg2Ni(Ⅱ)″1-xCux(x=1/3)的结构稳定性最高.电子态密度(DOS)的进一步分析结果表明:Mg2Ni(Ⅱ)″1-xCux(x=1/3)相结构的稳定性主要取决于体系在费米能级处成键电子数N(EF)的多少.
- 张健周惦武彭平刘金水
- 关键词：密度泛函理论电子结构
- Mg合金系中形成的中间相-金属间化合物的作用机理被引量：1
- 2005年
- 分析了新型镁合金材料开发中存在的主要问题,总结了镁合金系中形成的中间相-金属间化合物的作用机理,并介绍了当前的几种研究方法,认为采用原子嵌入法和第一原理计算法研究金属间化合物的作用机理是行之有效的。
- 周惦武庄厚龙胡艳军彭平刘金水
- 关键词：金属间化合物MG合金镁合金材料计算法中间相
- 镁基储氢材料的吸放氢性能被引量：10
- 2008年
- 镁基储氢合金作为MH-Ni电池负极的候选材料,是一种很有应用前景的储氢材料。总结了纳米晶、催化剂改性等对镁基储氢材料吸放氢性能的影响,介绍了不同镁基储氢复合材料的吸放氢性能以及基于密度泛函理论的第一原理计算方法在镁基储氢材料吸放氢性能方面所做的一些基础理论研究,指出随着量子化学、凝聚态物理等学科以及计算机技术的发展,理论计算方法在研究镁基储氢材料吸放氢性能方面的作用将越来越重要。
- 周惦武刘金水卢远志张楚慧
- 关键词：镁基储氢材料吸放氢性能纳米晶
