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本文研究了储氢合金吸氢机理以及掺杂元素在储氢合金中的作用机制。内容如下: 利用偏最小二乘法(PLS)研究混合稀土组成对储氢合金的织构生长特性的综合影响,并得出了合金织构择优取向的判据;利用电荷自洽离散变分Xα(SCC-DV-Xα)方法计算了LaNi5、LaNi4M(M=Al、Co、Cu、Mn)、Mg2Ni及其氢化物的电子结构,分析了LaNi5合金氢化物、Mg2Ni合金氢化物中氢原子与合金元素的成键方式,合金中氢化物形成元素与非形成元素的作用机理;此外还分析了LaNi4M合金中掺杂元素的作用机理。研究结果表明: 1.对于平行于柱状晶织构,择优取向(101)+(201)晶面受Nd的影响最为敏感,Ce的影响最为小,同时Ce对择优取向的作用与La、Pr、Nd的作用相反;对于垂直于柱状晶织构,择优取向(200)+(110)晶面受Pr的影响最为敏感,而受Nd的影响最小。 2.在LaNi5的氢化物中,Ni4p与H1s轨道作用形成共价键;吸氢后,La4f轨道与Ni3d轨道的成键被减弱了,这种成键作用在吸氢后被减弱是造成储氢合金经多次吸放氢后出现粉化的原因之一。吸氢使LaNi5的a轴比c轴更容易产生变化。 3.在Mg2Ni氢化物中,H与Ni原子之间强烈的成键作用,是导致Mg2Ni合金释放氢的温度比较高的原因。在AB5、A2B型储氢合金中,因为氢原子更倾向于进入吸热型元素周围的晶格位置,所以吸热型元素在储氢合金中起到了增强对氢原子吸附力的作用。吸氢后,AB5、A2B型合金都出现了A-B键受到减弱的现象,使得储氢合金的性能降低了。 4.在LaNi4M系中,进入替代元素(M)最外层轨道电荷量的大小与平台氢压有关,且有相同的变化趋势。Ni(1)4p轨道在深势井处出现的成键峰是合金平台氢压降低的主要特征。