Ti-V基儲(chǔ)氫合金穩(wěn)定性的亞規(guī)則模型.pdf

1、能源是人類生存、生活和生產(chǎn)的基礎(chǔ)，國(guó)家的長(zhǎng)久發(fā)展離不開能源的支撐，隨著科技的進(jìn)步，人類對(duì)能源的依賴日益顯著。但是人類社會(huì)常用的化石能源是不可再生能源，且在迅速消耗著。不難預(yù)計(jì)，能源問題將會(huì)顯得越來越突出?；诖耍S多國(guó)家先后投入巨大的人力物力尋找和開發(fā)新型能源，如太陽(yáng)能，核能等。眾所周知，氫元素在地球上的儲(chǔ)量是十分豐富的，加之它具有很高的燃燒值和燃燒后僅生成水等特性，因而作為環(huán)保能源氫更備受人們關(guān)注。而要使氫作為一種廣泛使用的新型能源，

2、關(guān)鍵一步在于氫的存儲(chǔ)。所以尋找合適的儲(chǔ)氫材料以及研究?jī)?chǔ)氫材料的各方面特性成為當(dāng)前物理研究中的一個(gè)重要方向。
　　 本文研究了Ti—V儲(chǔ)氫合金中Ti或V被其它的金屬元素部分取代后形成的新型的三元儲(chǔ)氫合金體系。形成焓是描述合金穩(wěn)定性的重要參數(shù)。形成焓越小，說明合金的穩(wěn)定性越好。我們用亞規(guī)則模型計(jì)算合金的形成焓，并結(jié)合合金儲(chǔ)氫機(jī)理和取代元素的基本性質(zhì)探討Ti—V基這種儲(chǔ)氫合金體系的穩(wěn)定性和儲(chǔ)氫性能。通過亞規(guī)則模型計(jì)算這些三元合金系的形

3、成焓后，我們發(fā)現(xiàn)ⅠA、ⅡA族、Sc、Y、La、Cu、Ag、Zn、Cd等元素取代后合金形成焓隨著取代組分的增加而增加，說明用這些金屬元素取代Ti或V后會(huì)降低合金的穩(wěn)定性。In、Nb、Ta等元素取代Ti—V合金體系中的Ti或V后合金形成焓形成焓隨取代組分的變化幾乎保持不變，說明這些金屬元素取代Ti—V合金中的V后對(duì)合金的穩(wěn)定性影響不大。Ga、Cr、Fe、Co、Al、Mn、Ni等元素取代Ti—V合金體系中的Ti或V后合金形成焓隨取代組分的增加

4、而降低，說明這些金屬元素能夠提高Ti—V合金的穩(wěn)定性。我們把這些理論計(jì)算的結(jié)果與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了比較分析，發(fā)現(xiàn)在我們計(jì)算范圍內(nèi)，這些部分取代后的合金體系有相應(yīng)的穩(wěn)定相結(jié)構(gòu)的存在，說明亞規(guī)則模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)是一致的。
　　 在Ti—V—Cr、Ti—V—Mn、Ti—V—Fe、Ti—V—Ni合金體系中，Ti、V是放熱型金屬，Cr、Mn、Fe、Ni是吸熱型金屬，這種合金穩(wěn)定性越高、那么合金的氫化物就越不穩(wěn)定，合金的動(dòng)力學(xué)性能越好。三