First-principles study of the relative stability of various zirconium hydrides using the special quasirandom structures approach
First-principles study of the relative stability of various zirconium hydrides using the special quasirandom structures approach
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使用特殊准随机结构方法对各种氢化锆的相对稳定性进行第一性原理研究
DOI：
10.1016/j.ijhydene.2015.02.045
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发表时间：
2015-04
影响因子：
7.2
通讯作者：
S.M. Peng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H.J. Zhang;J.H. Liang;L.S. Sheng;S.M. Peng
用第一性原理计算结合特殊准随机结构(SQS)方法，对氢化锆有序相和无序相的体相性质和相对稳定性进行了详细的研究。计算形成能、态密度(DOS)和弹性常数来判断这些相的相对稳定性。对于有序相，特别关注不同构型的γ相和δ相的相对稳定性。结果表明，ζ-Zr2H、“类金刚石”γ-ZrH、[111]组态δ-ZrH1.5和Fcc-ZrH_2不稳定。对于无序相，用SQS方法构造了四种结构的氢化锆超晶胞，这是一种成熟的模拟随机合金的方法。结果表明，随着H浓度的增加，该无规合金逐渐从固溶体相(Hcp)转变为面心立方(δ相)，再转变为fct(c/a)相(ε相)。还确定了平衡态。在所有的氢浓度下，γ相在能量上都不是有利的。
We present a detailed study on the bulk properties and relative stability of the ordered and disordered phases of zirconium hydrides by using first-principles calculations combined with the special quasirandom structures (SQS) method. The formation energy, density of states (DOS) and elastic constants are calculated to judge the relative stability of these phases. For the ordered phases, the relative stability of different configurations of the γ and δ phase is especially concerned. It is found that the ζ-Zr2H, “diamond-like” γ-ZrH, [111] configurations of the δ-ZrH1.5and fcc-ZrH2phase are not stable. For the disordered phases, the SQS method, which is a well-proven method to mimic the random alloys, is used to construct supercells of zirconium hydrides with four structures. It is found that the random alloy gradually transforms from an hcp (solid solution phase) into an fcc (δ phase) and then an fct (c/a < 1, ε phase) phase with the increasing H concentration. The equilibrium states are also determined. The γ phase is energetically not favorable at all H concentrations.
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DOI：
10.1088/0305-4608/12/1/003
发表时间：
1982
期刊：
Journal of Physics F: Metal Physics
影响因子：
--
作者：
R. Khoda-bakhsh;D. Ross
通讯作者：
R. Khoda-bakhsh;D. Ross
影响因子：
3.7
作者：
Jiang, C;Wolverton, C;Liu, ZK
通讯作者：
Liu, ZK
影响因子：
3.1
作者：
E. Tulk;M. Kerr;M. Daymond
通讯作者：
E. Tulk;M. Kerr;M. Daymond
DOI：
10.1103/physrev.135.a482
发表时间：
1964-01-01
期刊：
PHYSICAL REVIEW A-GENERAL PHYSICS
影响因子：
--
作者：
FISHER, ES;RENKEN, CJ
通讯作者：
RENKEN, CJ
影响因子：
3.1
作者：
Ripandeep Singh;A. Bind;N. Srinivasan;P. Ståhle
通讯作者：
Ripandeep Singh;A. Bind;N. Srinivasan;P. Ståhle