机械约束纳米颗粒纳米孪晶处γ-MgH₂的稳定化
材料科学
2021-05-03 v1 应用物理
摘要
可逆吸氢以及金属/介电转变使Mg/MgH₂体系成为固态储氢与动态等离激元应用的理想候选。然而，较高的脱氢温度与缓慢的脱氢过程阻碍了其广泛应用。改善脱氢的一种有前景的策略是形成亚稳态γ-MgH₂。本文提出了一种在氢化过程中本征形成γ-MgH₂的纳米颗粒（NP）设计，并基于透射电子显微镜结果提出了一种形成机制。氢化过程中的体积膨胀在受限各向异性NP内引起压应力，导致β-MgH₂通过(301)β孪晶发生塑性变形。我们认为这些孪晶形核出γ-MgH₂纳米薄片，并由残余压应力稳定。理解该机制是迈向具有改善脱氢性能的、循环稳定的镁基动态等离激元与储氢材料的关键一步。我们设想一种更通用的受限NP设计，利用固有的体积膨胀在每次再氢化过程中重新形成γ-MgH₂。
引用
@article{arxiv.2104.14968,
title = {Stabilizing $\gamma$-MgH$_2$ at Nanotwins in Mechanically Constrained Nanoparticles},
author = {Jochen A. Kammerer and Xiaoyang Duan and Frank Neubrech and Rasmus R. Schröder and Na Liu and Martin Pfannmöller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14968},
year = {2021}
}