一种镁基储氢高熵合金的设计方法及系统技术方案

本发明专利技术属于固态储氢中的高熵合金储氢技术领域，公开了一种设计镁基高熵储氢合金的方法及系统，首先通过文献调研确定了储氢性能优异的高熵合金作为设计的基底材料

【技术实现步骤摘要】
一种镁基储氢高熵合金的设计方法及系统


[0001]本专利技术属于固态储氢中的高熵合金储氢
，尤其涉及一种用于设计镁基储氢高熵合金的新方法
。

技术介绍

[0002]气候变化
、
能源安全问题以及未来全球人口增长和技术发展带来的资源枯竭风险迫在眉睫，解决这些问题已成为全球人类发展的当务之急
。
氢作为一种可再生能源，具有燃烧热值高且无污染的特点，应得到合理利用，以缓解能源危机和大气污染等问题
。
氢能的大规模应用，需要解决氢的制取
、
存储和运输等问题，而其中氢能的存储是限制其应用的主要瓶颈
。
传统的气体或液体储氢方式存在着能量密度低
、
体积大
、
安全性差等问题，因此，探索性能优异的新型储氢材料至关重要
。
[0003]近年来，高熵合金因其出色的储氢性能而备受关注
。
高熵合金是一种特殊的多元合金，与传统合金不同，高熵合金通常是由五种或五种以上的主元素按等摩尔比或原子浓度从5到
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种镁基高熵合金的设计方法，其特征在于，依据高熵合金中不同氢原子排布方式，选出最优氢化物模型并分析其晶格动力学稳定性和储氢量，最终实现
Mg
基高熵合金储氢材料的理论设计
。2.
如权利要求1所述的镁基高熵合金的设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一，选择储氢性能良好的高熵合金，构建其不同金属原子排布的结构模型；步骤二，对步骤一得到的多种高熵合金几何结构模型进行结构优化，选择能量最低的构型作为最终构型；步骤三，在步骤二得到的能量最低的高熵合金结构模型中加入氢金属原子比为
2(H/M
＝
2)
的氢原子，构建高熵合金氢化物结构模型；步骤四，对步骤三得到的多种高熵合金氢化物构型进行结构优化，选择能量最低的构型作为最终构型；步骤五，对步骤四得到的能量最低的氢化物构型进行晶格动力学稳定性分析；步骤六，分析步骤五得到的氢化物中金属元素与氢元素之间的相互作用；步骤七，构建镁基高熵合金及其氢化物结构模型，并进行结构优化，以得到能量最低的构型；步骤八，对步骤七得到的镁基高熵合金氢化物构型进行晶格动力学稳定性分析
。3.
如权利要求2所述的镁基高熵合金的设计方法，其特征在于，构建
BCC Ti
24
V
18
Nb6Cr
12
的结构模型，包括：
(1)
利用建模软件构建
BCC Ti
单胞结构模型；
(2)
利用建模软件对
(1)
中的单胞结构模型进行5×2×3扩胞，然后按照原子比例
Ti
：
V
：
Nb
：
Cr
＝
4:3:1:2
替换
Ti
原子，生成
POSCAR
文件
。(3)
使用
python
语言设计一个程序，实现对
(2)
的
POSCAR
文件中金属原子坐标的随机排布，并使该程序能够多次运行，生成
20
种不同金属原子排布的
BCC Ti
24
V
18
Nb6Cr
12
高熵合金构型
。4.
如权利要求2所述的镁基高熵合金的设计方法，其特征在于，构建
H/M
＝2的
FCC Ti
24
V
18
Nb6Cr
12
氢化物结构模型，包括：
(1)
利用建模软件构建
FCC TiH2单胞结构模型，对模型进行5×1×3扩胞，然后按照原子比例
Ti
：
V
：
Nb
：
Cr
＝
4:3:1:2
替换
Ti
原子，生成
POSCAR
文件
。(2)
使用
python
语言设计一个程序，实现对
(1)
的
POSCAR
文件中金属原子坐标的随机排布，并使该程序能够多次运行，生成
20
种不同金属原子排布的
FCC Ti
24
V
18
Nb6Cr
12
氢化物构型
。5.
如权利要求2所述的镁基高熵合金的设计方法，其特征在于，分析
H/M
＝2的
FCC Ti
24
V
18
Nb6Cr
12
氢化物构型的晶格动力学稳定性：在
INCAR
文件中，将
IBRION
设置为
‑
6(
使用有限差分法
)
对材料的声子谱进行模拟计算
。6.
如权利要求2所述的镁基高熵合金的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海燕，邓宇绘，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：