掺杂Zr原子对储氢材料TiVMn合金结构的影响

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位是本人在导师指导下进行研究工作和取得研究成果。本论文除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本文除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签名：训嘿蒺Ft期：刀孕j．?2，学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间的论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的纸质和电子文档，可借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可采用复印、影印等手段汇编、保存本学位论文。学校可向国家有关的机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被借阅

2、和查阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文的注释：本学位论文属于保密的，保密期限为年。学位论文的作者签名：羽嗽指黝师的獬：侮～⋯，。．，。一。、，一。。⋯．。。。—。。。⋯⋯～——。．一一⋯。。。一⋯。、。。～一。。鼍。兰～～。～．。。。⋯⋯一。一⋯⋯⋯～⋯⋯～＼嬲～⋯，”．一一一”、～一一*⋯一一*⋯～⋯～一一一一⋯⋯～一⋯‘1～～～⋯⋯⋯～’一’⋯～‘⋯一、⋯·I^^n_■■J■X目录。摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯IAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯II第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2国内外关于该课题的研究现状及趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2第二章理论基础和计算方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．1密度泛函理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．1．1Hohenberg—Kohn定理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．1．2Kohn—Sham方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一62．1．3交换关联能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．72．2投影缀加波(PAW)方法⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．3分子动力学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．82．3．1第一性原理分子动力学方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82．4超元胞模型及平面波基组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．5VASP软件包简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1O第三章液态Ti-V-Mn合金结构的从头计算分子动力学模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．113．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．113．2计算模型和方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11

5、3．3结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯113．4结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20第四章非晶态Ti．V-Mn合金的分子动力学模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯214．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯214．2计算方法和模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．214．3结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．214．4结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．28第五章总结与展望⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．30致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35摘要氢能作为清洁，安全，高效的新能源近年来备受关注。如何提高储氢材料的储氢性能是近年来研究的热点，在这些储氢材料中，Ti．V-Mn储氢合金不仅储氢容量高，而且拥有不错的活化性能和动力学性能，因此弄清Ti．V-Mn储氢机理对寻找更理想储氢材料具有一定的指导意义。本文采用基于密度泛函理论分子动力学模拟方法，对储氢材料TiVo．3Mnl．3合金和掺杂后Tio．sjzr0，jVo

7、．。Mn。s合金的液态和非晶态进行了模拟研究，分别对其对关联函数，结构因子，合金的微观结构进行分析。模拟结果表明：掺杂Zr原子后TiVo．3Mn]．3合金的总对关联函数和总结构因子变化很小，即合金里各原子之间平均距离变化很小，说明掺杂zr原子后合金里多面体间隙位置的大小变化不明显，但是掺杂Zr原子后合金里四面体，八面体和十面体间隙位置明显增加，说明掺杂Zr原子后合金储氢量增多主要是多面体间隙位置增