[发明专利]一种储氢用铀锆合金及方法

权利要求书

1.一种储氢用铀锆合金的设计方法，其特征在于，利用Zr原子对经过扩胞的贫铀晶格铀原子进行取代实现替代掺杂以构成储氢用铀锆合金，其中U：Zr的原子比为（6~7）：（0.5~1.5）；

所述铀锆合金结构基于第一性原理设计得到，具体步骤为：

S1确定U和Zr的原子比，基于U晶胞进行扩胞得到超晶胞，在超晶胞中掺杂Zr原子并构造铀空位，得到目标合金的初始结构；

S2对目标合金的初始结构进行弛豫和电子静态自洽，得到目标合金的优化结构；

S3对同一原子配比下的优化结构进行筛选，得到该原子配比下的最优结构的铀锆合金以及铀锆合金氢化物；

S4对不同原子配比下最优结构的铀锆合金进行筛选，得到储氢用铀锆合金；

步骤S2中，选择总能量小于1.0×10^-6 eV/atom，每个原子受力低于0.01 eV/ Å的结构作为铀锆合金的优化结构；

步骤S3中，根据能量最小原则对同一原子配比下的优化结构进行筛选；

步骤S4中，选择铀锆合金形成能小于0.2，铀锆合金吸氢后体积膨胀率小于纯铀吸氢后的体积膨胀率，铀锆合金氢化物放氢热力学平衡温度降低的铀锆合金作为储氢用铀锆合金。

2.根据权利要求1所述的方法制得的一种储氢用铀锆合金，其特征在于，在贫铀超晶胞晶格中面心铀原子处构造一处铀空位，并用Zr原子的替代掺杂贫铀超晶胞晶格内部四个等价铀原子中的任意一个，得到U：Zr的原子比为6:1的储氢用铀锆合金。

3.根据权利要求1所述的一种储氢用铀锆合金，其特征在于，所述储氢用铀锆合金的U：Zr原子比为7:1。

4.根据权利要求2至3中任一项所述的一种储氢用铀锆合金，其特征在于，所述铀锆合金采用γ相的铀晶体制备。