2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、本文采用基于密度泛函理論的平面波贗勢(shì)(PW-PP)方法,研究了元素取代對(duì)Mg2Ni合金貯氫性能的影響及合金表面的吸氫機(jī)理。研究了Ag、Al元素取代Mg2Ni中的Mg元素及Cu、Mn、Ti元素取代Mg2Ni中的Ni元素對(duì)Mg2Ni合金貯氫性能的影響;對(duì)Mg2Ni(001)清潔表面結(jié)構(gòu)和氫原子在表面的吸附進(jìn)行分析,探討Mg2Ni合金吸氫機(jī)理,同時(shí)研究了不同覆蓋度下氫在Mg2Ni(001)清潔表面的吸附情況。論文的主要研究結(jié)果如下:
 

2、  1、Cu,Mn和Ti元素的取代使Mg2Ni合金晶胞體積變大,取代原子半徑越大,合金晶胞體積越大。氫化物Mg8Ni3MH16(M=Ni,Cu,Mn,Ti)生成焓的計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)值接近,同時(shí)元素替代降低了氫化物生成焓絕對(duì)值的大小,使得氫化物的穩(wěn)定性降低,其中Cu元素的效果是最明顯的。由生成焓推算得到氫壓隨元素取代的變化趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)測(cè)定的相一致。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn):氫化物的穩(wěn)定性隨氫化物中H-Ni相互作用強(qiáng)度的降低而減弱,這表明H-Ni相互作用強(qiáng)

3、度對(duì)氫化物穩(wěn)定性起著主導(dǎo)作用,而元素取代是通過(guò)減弱Mg2NiH4中的H-Ni鍵能來(lái)降低合金氫化物的穩(wěn)定性,從而改善合金的吸放氫動(dòng)力學(xué)性能。
   2、Ag和Al元素的取代使得Mg2Ni的計(jì)算晶胞體積減小,與實(shí)驗(yàn)測(cè)定相符合。氫化物生成焓的數(shù)值與數(shù)學(xué)模型算出的結(jié)果符合較好,相比其他配比的氫化物生成焓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是較為合理的。生成焓的計(jì)算表明取代合金氫化物的穩(wěn)定性降低,平臺(tái)氫壓升高。分析M92NiH4氫化物穩(wěn)定性與電子結(jié)構(gòu)的關(guān)系發(fā)現(xiàn):

4、氫化物中H-Ni相互作用強(qiáng)度決定了氫化物穩(wěn)定性,取代合金氫化物H-Ni鍵能較弱,其是通過(guò)減弱H-Ni鍵能來(lái)降低合金氫化物的穩(wěn)定性,改善其貯氫性能。
   3、Mg2Ni(001)表面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)果表明,最表層Mg(6f)原子向表面內(nèi)移動(dòng),Ni原子稍向表面外移動(dòng),增加了Ni原子與氫的接觸面積,有利于氫原子與表面Ni原子間的相互作用。Mg2Ni(001)表面Ni(3b)-Ni(3d)橋位和Ni(3d)-Mg(6f)-Ni(3b)空位

5、能較好的吸附氫原子,吸附能分別為0.969eV和0.928eV,這兩個(gè)位置上吸附的氫原子可能分別對(duì)應(yīng)于Mg2NiH4中的H2和H3。過(guò)渡態(tài)的計(jì)算表明被吸附的氫原子進(jìn)入內(nèi)部需克服的最大勢(shì)壘為6.75eV,反應(yīng)的活化勢(shì)壘為1.81eV。這可能是Mg2Ni合金吸放氫溫度較高的主要原因之一。研究不同覆蓋度下氫的吸附發(fā)現(xiàn),隨著覆蓋度的增加,氫原子吸附更穩(wěn)定。通過(guò)計(jì)算,分析比較可得,Ni(3b)-Ni(3d)橋位、Ni(3d)-Mg(6f)-Ni(

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