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亚稳平衡下 FeTi 氢化热力学的建模:第一性原理与实验研究

材料科学 2022-05-24 v2

摘要

由于具有良好的可逆性、优异的吸附动力学以及相较于其他替代金属间氢化物更低的成本,FeTi 基氢化物作为固定式储氢材料近期重新引起了关注。采用 OpenCalphad 软件,对 (FeTi)1x_{1-x}Hx_{x} (0 x\leq x \leq 1) 体系的热力学进行了评估,作为 FeTi 基合金氢化动力学建模的关键基础。新的热力学数据来源于我们实验测得的压力-组成-等温线(PCI)曲线,以及利用密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算。基于对文献信息和第一性原理(ab-initio)研究的批判性分析,精心选择了热力学相模型。计算得到的关键热力学性质,如解离压力、生成焓和相图,与我们的实验结果和文献报道数据吻合良好。这项工作提供了一个初步的视角,可扩展至更高阶的热力学评估,进而实现新型 FeTi 基氢化物的设计。此外,评估所得的热力学数据可作为动力学模型和氢化物微观结构模拟的关键输入。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.13600,
  title  = {Modeling the thermodynamics of the FeTi hydrogenation under para-equilibrium: an ab-initio and experimental study},
  author = {Ebert Alvares and Paul Jerabek and Yuanyuan Shang and Archa Santhosh and Claudio Pistidda and Tae Wook Heo and Bo Sundman and Martin Dornheim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13600},
  year   = {2022}
}

备注

15 pages, 7 figures