Mg-X（X=Pd,Ni,Nb,Ti）金属界面的稳定性和原子扩散机制的理论研究

发布时间：2021-08-01 15:04

　　金属镁有着较高的储氢容量,氢的重量密度可达到7.6wt%,体积密度可达110g/L,能量密度可达9MJ/kg,并且镁在自然界储量丰富,可以通过岩石提取和海水提取等方式得到,成本较低,有望成为未来商业储氢的材料。实验表明,在金属镁与过渡金属形成的界面处往往有着较高的电荷密度,使得界面处的储氢能力更强。因此,金属镁与过渡金属界面的研究对镁基合金的储氢机理有着重要的科学意义。在第一章绪论,我们介绍了镁金属材料的概况,以及其储氢特性,并对镁与过渡金属的界面研究状况进行了介绍。第二章我们对界面以及界面理论模型处理晶格失配问题的困难,以及相应的一些处理方法（包括本文的方法）做了介绍。另外对基于密度泛函理论的第一性原理方法、相关计算软件VASP和过渡态理论进行了简要的介绍。在第三章,通过运用第一性原理计算的方法,我们对金属镁与X（X=镍、钯、钛、铌）四种金属的界面的稳定性和电子特性进行了系统的研究。镁与X界面的最优结构通过晶格常数、晶胞面积、晶胞形状等晶格失配最小化得到,对于界面两侧的晶格匹配主要采用了扩胞法和插值法得到共同晶格常数,通过平移法可以得到界面处的最优原子相对位置结构,界面层的间距选取两... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁的基本介绍
        1.2.1 镁的物理化学性质介绍
        1.2.2 镁的储氢性能介绍
    1.3 镁材料界面国内外研究现状的介绍
        1.3.1 镁材料界面稳定性的研究现状
        1.3.2 镁材料界面储氢情况的研究现状
    1.4 本文的研究内容和目的
第二章 界面理论模型的困难及其解决方法
    2.1 界面的介绍
    2.2 界面理论模型的困难
    2.3 界面模型模拟方法
    2.4 相关计算方法介绍
        2.4.1 第一性原理计算简介
        2.4.2 密度泛函理论介绍
        2.4.3 计算软件介绍
    2.5 本章小结
第三章 金属镁界面稳定性及电子特性
    3.1 研究背景
    3.2 计算细节
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 镁金属界面稳定性的研究
        3.3.2 镁金属界面电子特性的研究
        3.3.3 Mg-Ti特殊界面结构的分析与比对
    3.4 本章小结
第四章 Mg-X界面原子互溶及扩散
    4.1 研究背景介绍
    4.2 计算细节
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Mg-X界面处原子互溶的稳定性及电子特性
        4.3.2 界面处原子扩散的动力学研究
    4.4 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附表


【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金的开发与应用[J]. 翟春泉,曾小勤,丁文江,王渠东,吕宜振,徐小平.  机械工程材料. 2001(01)
[2]镁合金应用新进展[J]. 曾小勤,王渠东,吕宜振,丁文江,朱燕萍.  铸造. 1998(11)
[3]固体界面结构研究的一些新进展[J]. 温树林.  无机材料学报. 1991(04)

博士论文
[1]有机受体材料PC61BM和ITIC与金属或惰性衬底的界面电子结构[D]. 杜莹莹.浙江大学 2018

硕士论文
[1]STO/Si半共格界面失配位错和位错穿越Al/Pd共格界面行为的相场位错模型[D]. 顾骁.上海交通大学 2015
[2]纳米结构材料界面失配位错形核机理研究[D]. 章的.湖南大学 2014
[3]高强度变形镁合金组织及性能研究[D]. 董国振.重庆大学 2005



本文编号：3315745