LaNi5电子结构与成键特征

利用电荷自治离散变为Xα（SCC－DV－Xα）方法计算了LaNi5及其氢化物的电子结构,分析了LaNi5合金氢化物中氢原子与合金元素的成键方式。合金中氢化物形成元素与非形成元素的作用机理。在LaNi5的氢化物中,Ni 4p与H ls轨道作用形成共价键,Ni原子与La原子也有轨道高域成键,但随氢原子的进入而减弱,吸氢使LaNi5的a轴比c轴更容易发生变化。     

LaNi5+x%TiMn1.19合金的贮氢性能

研究了LaNi5 x％TiMn1．19(质量百分比,下同)(x=5,10,15,25)合金的贮氢性能,研究结果表明：由于TiMn1．19合金的加入,有效地降低了贮氢材料的平台压力,当TiMn1.19的含量为15％左右时,室温下合金的平台压力近于0．1MPa,适于作为负极贮氢材料使用。     

LaNi5—xMx合金氢化物贮氢性能的计算与预报

在研究了ＬａＮｉ５－ｘＭｘ合金氢化物（Ｍ＝Ｃｒ,Ｍｎ,Ｆｅ,Ｃｏ,Ｎｉ,Ｃｕ,Ａｌ,Ｇａ,Ｇｅ和Ｓｉ）生成焓、吸氢量与组成、键参数之间的关系的基础上,建立了生成焓与吸氢量的数学模型,给出了影响生成焓、平衡氢压及吸氢量的主要因素及其影响程度的大小。结果表明：在所研究的合金体系中,元素的电子浓度、原子尺寸越小,电负性差越大,合金的氢化生成焓越小,合金氢化物越稳定;元素电负性差、原子尺寸、电子浓度等越小     

LaNi5基合金电极性能与其电子结构的相关性

利用电荷自洽离散变分Xα(SCC DV Xα)方法计算了LaNi4 M (M =Ni,Cu ,Mn ,Al)及其氢化物的电子结构 ,分析了电子结构对吸氢性能的影响。结果表明 :LaNi4 M氢化物的稳定性与氢原子的电荷转移密切相关 ,进入H1s轨道的电荷增大 ,将会降低其稳定性 ;LaNi4 M的循环寿命与合金中La的 4f和Ni(1)的 4p轨道间的成键强度有关 ,杂化成键越强 ,相应的循环寿命越长 ;Ni(3)的 3d轨道也与La的 4f轨道有成键作用 ,但这种作用在吸氢后被减弱     

LaNi5氚老化效应的热力学数值模拟

分析LaNi5氚老化过程的热力学平衡关系,根据LaNi5贮氚过程平衡状态下的热力学函数,导出了能够完整描述整个实验范围P-C-T关系的平衡公式.利用P-C-T平衡公式对不同材龄的LaNi5Dn在不同温度下平衡压力与贮氚量的变化曲线进行了拟合分析.结果表明,拟合结果在大部分温度下与实验数据符合情况较好,同时验证了理论的正确性.     

LaNi5—xAlx（x=0,0.3）合金吸放氢循环床体壁应力的实验研究

采用电阻应变测量法研究了LaNi5-xAlx系列合金吸放氢循环床体壁应力与循环次数、贮氢容量、壁厚以及松装比的关系。结果表明：松装比大和薄壁的贮氢床应力要大;且随吸放氢循环的进行,壁应力增大更明显;在贮氢量达到一定值后,壁应力才缓慢增大。     

空心圆柱体GCrl5钢淬火过程的计算机模拟

用有限元法研究了GCr15钢圆柱体在油淬过程中的温度、组织及应力变化。在实测了淬火油换热系数的基础上，对轴对称空心圆柱体淬火时的温度场和组织场进行了模拟。同时运用热弹塑性理论，对圆柱体内外表面点及中心点应力的演化过程进行了模拟。模拟结果表明：圆柱体内表面的冷速小于外表面。在淬火初期，由于热应力的作用使工件表面受拉而心部受压，在发生应力反向前，发生了组织转变，并使表面应力迅速转向，在应力达到最低点后又逐渐回升，最后表面形成了拉应力。心部的应力变化正好相反，最终形成了组织应力型的内应力分布。     

LaNi5的电子结构

采用总体能量平面波赝势方法, 并结合超软赝势技术, 计算了金属La、 Ni及合金LaNi5的总体能量、能带结构、电子态密度以及Mulliken布居值. 根据计算结果, 分析了La、 Ni和LaNi5的电子结构. 结果表明: 形成合金后费米面能量位置漂移, 介于Ni和La的费米面之间, 费米面上主要是Ni 3d电子; 费米面附近导带的电子结构变化较大; 合金中La和Ni间存在电子转移, 形成了弱的La-Ni键, 且带部分离子性; 与纯金属相比, 形成合金后La的稳定性增强, 而Ni的稳定性减弱. 计算了LaNi5的理论生成热, 结果能较好地符合实验值.     

碳钢在CO2-H2S体系中的腐蚀规律研究

采用氢扩散法，交流阻抗法和电子针分析研究碳钢在弱酸条件下的ａＣｌ溶液中通入ＣＯ２，以及加入微量Ｈ２Ｓ的腐蚀过程和渗氢量之间的关系，Ｃ烃及Ｈ２Ｓ的浓度在不同ＰＨ值对这个过程的影响，研究其腐蚀机理。实验表明，ＰＨ值在４～６．５之间的，ＣＯ２以及Ｈ２Ｓ对腐蚀过程和渗氢过程有着明显的加速作用，并且，随着ＰＨ值的降低，Ｃ烽Ｈ２Ｓ对渗氢量的增加有明显的促进作用。     

镧基储氢材料氢化物LaNi5Hx的第一性原理

从密度泛函理论为基础的第一性原理出发,运用全势能线性缀加平面波方法,对LaNi5Hx(x=3,4,5)进行了建模研究,经过优化得到稳定的晶体结构,从理论上验证其存在性,并计算给出了它们的电子密度以及状态密度图。结果表明:在几种模型中,H原子最终稳定地排布在基平面(12n位)和中间面(6m位)上,并且趋向晶胞的同一侧;随着H原子的增多,晶胞参数a值(0.527 3~0.5 310 nm)增大相对较小,而c值(0.407 5~0.416 5nm)有较大的增加,与实验结果一致;并且La与Ni的相互作用进一步减弱。     

LaNi5中贮氢间隙位的电子结构分析

根据密度泛函理论，采用总体能量计算方法，以扩展平面波函数为基集，并结合超软赝势技术，计算了LaNi，及其5种不同贮氢间隙位的总体能量、能带结构、电子态密度以及Mulliken布居电荷。根据计算结果，分析了LaNi，及LaNi5H的电子结构及氢化物形成前后电子结构的变化，讨论了M-H键的特征，初步探讨了各贮氢间隙位的稳定性及氢原子更倾向占据的间隙位。     

LaNi5（111）表面结构及吸氢机理的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,对贮氢合金LaNi5及LaNi5(111)表面的电子结构进行计算,对H原子在LaNi5(111)表面吸附模型进行构型优化.结果表明:LaNi5(111)表面驰豫结构La原子向外凸出,Ni原子向里收缩,凹凸不平的表面层增加表面原子与H原子的接触面积,表面层的有效体积约增大2.3%,有利于H原子向块体内扩散;表面层有净余的0.5个电子,有利于表面层上的电子转移到H原子上;H2分子解离成两个H原子后在LaNi5(111)表面的平衡稳定结构与氢化物LaNi5H7晶体相同位置的结构极为相似;阐述H2分子在LaNi5(111)表面的解离吸附机理,其反应活化能约为0.27 ev.     

LaNi5最大储氢量的晶体结构分析

在对LaNi5晶体结构进行分析之后，认为一个晶胞是由3个十二面体，9个八面体，6个六面体和36个四面体所组成。四面体间隙太小，不能储存氢原子。这样，一个晶胞内可以储存18个氢原子，氢原子与金属原子比为H／M=1。LaNi5最大储氢量为1．379％。     

铝合金化对LaNi5-xAlx电子结构的影响

在全电子水平上,基于广义梯度近似密度泛函和全势能线性缀加平面波方法,计算了不同Al含量LaNi5-xAlx(x＝0,0.5,1.0)的晶体结构、能带结构、状态密度等特征.对LaNi5的计算表明:GGA Perdew96的计算结果可信,自旋极化对优化结构和能量的影响不明显;对LaNi4Al的研究表明Al原子最可能取代3g位的Ni原子;对LaNi4 5Al0.5的优化结构与实验结果一致.随着Al含量的升高,晶胞能量、费米面能量升高,如从LaNi5,LaN45Al05到LaNi4Al,费米面能量从-10.591、-10.134 eV升高到-9.441 eV,而Ef上的态密度和材料对应的低温比热容则急剧下降,态密度从11.81、8.86急剧降低到1.61 eV/f.u..并计算给出了LaNi4.5Al0.5的能带结构、状态密度图.     

ELECTRONIC STRUCTURE OF THE LaNi5-xGax INTERMETALLIC COMPOUNDS

The equilibrium structures and electronic structure of LaNi5-xGax （x=0, 0.5, 1.0） compounds have been investigated by all-electron calculations. Based on the full geometry optimization, the densities of states and electron densities of LaNi5-xGax are plotted and analyzed. It is clear that the substitution of Ga at the Ni site leads to a progressive filling of the Ni-d bands, the ionic interaction between Ni and Ni, with Ga plays a dominant role in the stability of LaNi5-xGax compounds. The smaller the shift of EF toward higher energy region, the more stable the compounds will be. The increased contribution of the Ni-d-Ga-d interactions near EF and the low energy metal-gallium bonding bands indicate that the compounds become more stable. The results are compared with experimental data and discussed in light of previous studies.     

Investigation Of Stability And Hydrogen Storage Properties Of LaNi5-XMx（M=Al, Mn) Alloys

通过对LaNi5-xAlx和LaNi5-xMnx两个合金系的晶胞参数、热力学性能、吸氢量、平衡氢压等储氢性能进行对比和分析，建立了LaNi5-xMx(M=Al，Mn)合金系中的x与平台压力以及温度间的对应关系，探讨了晶格常数和晶胞体积及合金稳定性的变化对合金系储氢性能的影响．结果表明，与LaNi5-xAlx相比较，LaNi5-xMnx合金的晶胞体积较大，使其平衡氢压降得更低；随x的增加，LaNi5-xMnx合金晶胞体积膨胀的各向异性程度(即晶轴比变化)较小，且合金稳定性的变化较小，随z增加吸氢量衰减不明显．     

LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的循环储氢性能研究

通过真空感应熔炼法制备了LaNi5-xAlx (x=0, 0.25, 0.75, 1.2)储氢合金,并对其微观结构、力学性能、循环吸放氢性能及抗粉化性能进行了研究。结果表明,Al元素的加入能够明显改善合金晶体结构稳定性和储氢容量稳定性;随着Al含量的增加,合金的抗粉化性能呈现先减弱后增强的趋势;合金的力学性能和储氢容量共同影响着其抗粉化性能,其中力学性能是最主要的影响因素;在普通高纯氢气氛下,LaNi5-xAlx (x=0~1.2)合金的容量衰减主要是由于材料自身原因造成,很可能是发生了歧化反应