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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种提高储氢高熵合金中氢的扩散速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：1使用随机化方法建立高熵合金TiZrHfMoNb及其氢化物的模型；2使用元素对TiZrHfMoNb掺杂，得到具有不同晶格畸变的体系；3使用从头算分子动力学的方法模拟氢在高熵合金中的扩散；4处理从头算分子动力学模拟的结果，得到氢的均方根位移和扩散系数。本发明结合第一性原理计算和从头算分子动力学模拟，发现通过增大高熵合金的晶格畸变可以提高氢的扩散速率，这为设计新型储氢材料提供了新的思路。本发明提供的方法，操作简单，效果显著，克服了通过实验手段无法观察氢在合金晶格中扩散的局限性。

主权项：1.一种提高储氢高熵合金中氢的扩散速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：1使用随机化方法建立高熵合金TiZrHfMoNb及其氢化物的模型；2使用元素对TiZrHfMoNb掺杂，得到具有不同晶格畸变的体系；3使用从头算分子动力学的方法模拟氢在高熵合金中的扩散；4处理从头算分子动力学模拟的结果，得到氢的均方根位移和扩散系数；步骤1中使用随机化方法建立高熵合金TiZrHfMoNb及其氢化物的模型方法，包括以下步骤：1-1选择合适的高熵合金作为研究对象；1-2设计出随机改变原子位置的程序，通过读入初始结构，该程序可以输出原子坐标重新排布的结构；1-3使用步骤2的程序随机生成多种具有不同原子分布的高熵合金构型；1-4选择合适的交换相关泛函和赝势；1-5通过一系列测试，选择合适的k点和截断能；1-6对所有的随机构型进行结构优化，得到每种构型的能量；1-7从中选择能量最低的构型作为高熵合金的结构模型，为了保证模型的准确性，需要将计算得到的晶格常数与实验值进行比较；步骤2中使用元素对TiZrHfMoNb掺杂，得到具有不同晶格畸变的体系的方法，包括以下步骤：2-1基于得到的高熵合金的模型，使用元素掺杂的方法改变高熵合金的晶格畸变；2-2找到被掺杂原子最稳定的占据位点；2-3绘制高熵合金的结构示意图；2-4计算高熵合金的晶格畸变，公式如下： 其中σ为晶格畸变的大小，N为高熵合金中某种金属元素组分的原子数，ci为该金属元素对应的百分比，为平均原子半径ri为某种金属元素的半径；2-5绘制高熵合金的晶格畸变随着掺杂浓度的变化示意图。

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