金屬釩及其氫化物熱力學函數的理論計算

強偉榮

（西南交通大學希望學院，成都　610400）

金屬釩及其氫化物熱力學函數的理論計算

強偉榮

（西南交通大學希望學院，成都610400）

摘要：本文采用廣義梯度近似的密度泛函理論，采用虛晶近似，優化計算了不同晶型釩氫化物的結構、能量等，以及在標準條件下的熱容，熵，哈密頓自由能，吉布斯自由能等熱力學函數，并對計算結果進行了討論。

關鍵詞：釩氫；化物；熱力學

1　前言

金屬釩因比重低，質地硬，高強度，性能穩定等特點，被認為是一種優良材料，釩基貯氫合金作為很好的貯氫材料在民用和國防工業中具有很廣的應用前景。近年來，許多學者對此進行了研究，取得了一定的研究成果。本文采用密度泛函理論及其微擾理論分別計算釩及釩氫化物的結構，能量，以及其在標準條件下的熱容，熵，哈密頓自由能和吉布斯自由能等熱力學函數，并對計算結果進行了討論。

2　計算方法

在德拜理論中，德拜頻譜與實際的晶格振動頻譜有較大的差異。要準確地計算晶體的熱力學函數，應采用實際的振動頻譜，即f（ε）代替德拜頻譜，并在全頻區積分。振動頻率ω對應著聲子能量ε。聲子巨配分函數為式（1），系統的內能為，其中E為系統的電子能量，通過計算可得到晶格振動的熱運動能量，晶格振動對系統熱容的貢獻，晶格振動對系統熵的貢獻S，系統的自由能F，吉布斯自由能G。

3　結果與討論

二者在x等于0.0468時出現交叉，表明在298.15K時，隨著氫原子含量的增加，時，晶體結構將由結構變化為結構。時，結構的吉布斯自由能最低，表明當時，氫原子的增加將使晶體結構由結構變化為結構。結構的吉布斯自由能與氫原子含量x的關系為：

文獻［3]采用計算程序的局域密度泛函近似法得到范圍晶體為結構，在范圍為結構，表明儲氫過程中的晶型及變化需進一步研究。

4　結論

通過引入虛晶近似，采用密度泛函理論的贗勢方法，優化計算了和兩種晶體結構，，以及三種晶體結構

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