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(shù)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(yōu)化計算了不同晶型釩氫化物的結(jié)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(shù)，并對計算結(jié)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(zhì)地硬，高強度，性能穩(wěn)定等特點，被認為是一種優(yōu)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(yè)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(jié)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(shù)，并對計算結(jié)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(shù)，應采用實際的振動頻譜，即f（ε）代替德拜頻譜，并在全頻區(qū)積分。振動頻率ω對應著聲子能量ε。聲子巨配分函數(shù)為式（1），系統(tǒng)的內(nèi)能為，其中E為系統(tǒng)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(tǒng)熱容的貢獻，晶格振動對系統(tǒng)熵的貢獻S，系統(tǒng)的自由能F，吉布斯自由能G。

3　結(jié)果與討論

二者在x等于0.0468時出現(xiàn)交叉，表明在298.15K時，隨著氫原子含量的增加，時，晶體結(jié)構將由結(jié)構變化為結(jié)構。時，結(jié)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(jié)構由結(jié)構變化為結(jié)構。結(jié)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(jié)構，在范圍為結(jié)構，表明儲氫過程中的晶型及變化需進一步研究。

4　結(jié)論

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

參考文獻：

［1］Bel laiche L，et al2000 Phys.Rev.B 61 7877

［2］胡子龍.儲氫材料［M].北京：化學工業(yè)出版社.2003

［3］彭述明，趙鵬驥，楊茂年等.原子能科學技術［J].2000.34 469

［4］強偉榮，黃整，陳波等.原子與分子物理學報［J].2008.25 822

［5]汪志誠.熱力學與統(tǒng)計物理［M].北京：高等教育出版社.2001