LaNi5固溶碳杂质存在形式研究

• 作者: 苏旭 张桂凯 杨江荣
• 来源期刊: 稀土
• 学科: 工学
• 关键词: LaNi5 碳杂质 第一性原理 空位缺陷
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 25-30
• 页数: 6页
• 分类号: TG14
• 语种: 中文
• DOI: 10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.20210073

摘要

含碳杂质的LaNi5在吸放氢过程中容易产生气体杂质CH4,进而会影响H2的纯度.为认识LaNi5中的固溶碳杂质的氢化行为,采用第一性原理首先对LaNi5中固溶碳杂质的存在形式进行了研究.计算结果表明,理想LaNi5晶体中固溶的碳原子稳定存在于2d(5个Ni原子),3f(2个La原子和4个Ni原子)间隙位置,且当碳原子存在于2d位置时更稳定,此时碳原子和镍原子间存在一定的离子键合.计算得到碳原子在3f位置向2d位置扩散的能垒为0.628 eV,表明常温下碳原子并不能从3f向2d位置扩散.考虑到实际晶体不可避免具有缺陷,进一步研究了含空位缺陷的LaNi5中的碳原子的存在形式.研究发现LaNi5中易形成Ni2c空位,且空位中存在两个碳原子时较稳定,此时两个碳原子间存在共价作用,并与周围镍原子存在离子间的相互作用.