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金属氢化物力学性能的第一性原理研究

代云雅 杨莉 彭述明 龙兴贵 周晓松 祖小涛

金属氢化物力学性能的第一性原理研究

代云雅, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 周晓松, 祖小涛
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  • 采用第一性原理方法详细研究了氟化钙结构的多种金属氢化物MH2 (M= La, Nd, Gd, Tb, Y, Dy, Ho, Er, Lu, Sc, Ti, Zr, Hf)的力学性质(弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量).计算结果表明, MH2 (M= La, Nd, Gd, Tb, Y, Dy, Ho, Er, Lu, Sc)在低温下具有稳定的氟化钙结构,其抵抗体积形变, 切应变和拉伸(或压缩)形变的能力从LaH2, NdH2, GdH2, TbH2, YH2, DyH2, HoH2, ErH2, LuH2到ScH2逐次递增, 而MH2 (M= Ti, Zr, Hf)在低温下的氟化钙结构不稳定.通过对两种稳定的氢化物(TbH2, ErH2) 和两种不稳定的氢化物(TiH2, HfH2)的电子态密度以及差分电荷密度进行对比, 发现它们的稳定性与金属和氢之间的相互作用有密切关系.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10976007)及中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: ZYGX2009J040)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-07-20
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-05

金属氢化物力学性能的第一性原理研究

  • 1. 电子科技大学应用物理系, 成都 610054;
  • 2. 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 绵阳 610003
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10976007)及中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: ZYGX2009J040)资助的课题.

摘要: 采用第一性原理方法详细研究了氟化钙结构的多种金属氢化物MH2 (M= La, Nd, Gd, Tb, Y, Dy, Ho, Er, Lu, Sc, Ti, Zr, Hf)的力学性质(弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量).计算结果表明, MH2 (M= La, Nd, Gd, Tb, Y, Dy, Ho, Er, Lu, Sc)在低温下具有稳定的氟化钙结构,其抵抗体积形变, 切应变和拉伸(或压缩)形变的能力从LaH2, NdH2, GdH2, TbH2, YH2, DyH2, HoH2, ErH2, LuH2到ScH2逐次递增, 而MH2 (M= Ti, Zr, Hf)在低温下的氟化钙结构不稳定.通过对两种稳定的氢化物(TbH2, ErH2) 和两种不稳定的氢化物(TiH2, HfH2)的电子态密度以及差分电荷密度进行对比, 发现它们的稳定性与金属和氢之间的相互作用有密切关系.

English Abstract

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