Ti067Mo033H2晶格动力学第一原理研究-西北有色金属研究院.PDF

第44 卷 第2 期 稀有金属材料与工程 Vol.44, No.2 2015 年 2 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING February 2015 Ti0.67Mo0.33H2 晶格动力学第一原理研究 1,2 2 1 1 3 徐 序 ，吴二冬 ，罗凌虹 ，吴也凡 ，孙 凯 (1. 景德镇陶瓷学院，江西 景德镇 333403) (2. 中国科学院金属研究所，辽宁 沈阳 110016) (3. 中国原子能科学研究院，北京 102413) 摘 要：基于第一原理方法对Ti0.67Mo0.33H2 体系的体弹性模量、声子谱、Debye 温度和热容量进行了计算，算得体系体 弹性模量为165 GPa ，高于TiH2 的计算值128.9 GPa ；体系Ti/Mo 原子和H 原子的声子态密度峰值分别在4.0 和38.0 THz ， Mo 元素的添加降低了Ti/Mo 原子热振动频率和增高了H 原子的热振动频率；体系Debye 温度高于ZrH2 体系揭示了其 脱氢能力较ZrH2 强；声子谱虚频现象揭示了体系潜在的δ-相变趋势；热容量计算结果表明较高温度下体系吸收的热量 主要转化为H 原子的热振动能量。 关键词：第一原理；贮氢材料；晶格动力学；体弹性模量 中图法分类号：O482.2 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2015)02-0407-05 金属Ti 作为贮氢材料具有吸放氢动力学性能好、 计算，分析了Ti-Mo-H 体系的结构稳定性和原子热振 [1,2] 贮氢量高(饱和时质量分数为 4.04%) 的优点 ，应用 动情况。 前景广阔。然而在实际应用中，纯钛吸氢时产生的“氢 [3,4] 1 计算模型与计算方法 脆”现象严重影响材料的力学性能 ，使材料的塑性、 韧性及抗拉强度大大下降。通过加入 Mo 元素进行合 Ti0.67Mo0.33H2 为面心立方密排结构，为建立较小 [5,6] 金化可以有效改善合金氢化物的力学性能 。Ti-Mo 的超晶胞模型以减小计算量，可将面心立方晶胞转化 合金能够在较低的氢平衡压下吸收大量的氢形成稳定 v v v a b c 成为六方晶胞。面心立方晶胞基矢 、 、 与六方 F F F 的合金氢化物，在氢及其同位素的储存领域具有广阔 v v v [18]