Effects of Alloying Element on Hydrogen Adsorption and Diffusion on α-Fe(110) Surfaces: First Principles Study

扩散 吸附 材料科学 要素(刑法) 冶金 化学工程 热力学 化学 物理化学 工程类 物理 政治学 有机化学 法学
作者
Luying Zhang,Qingzhe Zhang,Peng Jiang,Ying Liu,Chen Zhao,Yuhang Dong
出处
期刊:Metals [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:14 (5): 487-487 被引量:5
标识
DOI:10.3390/met14050487
摘要

Based on first principles density functional theory (DFT) methods, this study employed the Cambridge Serial Total Energy Package (CASTEP) module within Materials Studio (MS) software under the generalized gradient approximation to investigate the adsorption, diffusion behavior, and electronic properties of hydrogen atoms on α-Fe(110) and α-Fe(110)-Me (Mn, Cr, Ni, Mo) surfaces, including calculations of their adsorption energies and density of states (DOS). The results demonstrated that doping with alloy atoms Me increased the physical adsorption energy of H2 molecules on the surface. Specifically, Mo doping elevated the adsorption energy from −1.00825 eV to −0.70226 eV, with the largest relative change being 30.35%. After doping with Me, the chemical adsorption energy of two hydrogen atoms does not change significantly, among which doping with Cr results in a decrease in the chemical adsorption energy. Building on this, further analysis of the chemical adsorption of single atoms on the surface was conducted. By comparing the adsorption energy and the bond length between a hydrogen atom and iron/dopant metal atom, it was found that Mo doping has the greatest impact, increasing the bond length by 58.58%. Analysis of the DOS functions under different doping conditions validated the interaction between different alloy elements and H atoms. Simultaneously, simulations were carried out on the energy barrier crossed by H atoms diffusing into the metal interior. The results indicate that Ni doping facilitates the diffusion of H atoms, while Cr, Mn, and Mo hinder their diffusion, with Mo having the most significant effect, where its barrier is 21.88 times that of the undoped surface. This conclusion offers deep insights into the impact of different doping elements on hydrogen adsorption and diffusion, aiding in the design of materials resistant to hydrogen embrittlement.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ceeray23发布了新的文献求助20
3秒前
hh完成签到 ,获得积分10
5秒前
仁者无惧完成签到 ,获得积分10
18秒前
快乐随心完成签到 ,获得积分10
18秒前
子车茗应助心灵美的抽屉采纳,获得20
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
CC完成签到 ,获得积分10
24秒前
Harlotte完成签到 ,获得积分10
27秒前
SS完成签到,获得积分0
27秒前
完美世界应助Zora采纳,获得10
30秒前
Ray完成签到 ,获得积分10
34秒前
陈荣完成签到,获得积分10
35秒前
简单幸福完成签到 ,获得积分10
37秒前
阿白完成签到 ,获得积分10
47秒前
成就的冬瓜完成签到 ,获得积分10
55秒前
1分钟前
宁幼萱发布了新的文献求助10
1分钟前
宁幼萱完成签到,获得积分10
1分钟前
zhang完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吃饱再睡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
罗马没有马完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hulahula完成签到 ,获得积分10
1分钟前
外向的芒果完成签到 ,获得积分10
1分钟前
呼啦呼啦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
斜玉完成签到,获得积分10
1分钟前
和谐续完成签到 ,获得积分10
1分钟前
心灵美的抽屉完成签到,获得积分20
1分钟前
奖品肉麻膏耶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
自然代亦完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
yusovegoistt发布了新的文献求助10
2分钟前
SARON完成签到 ,获得积分10
2分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
2分钟前
111111完成签到,获得积分10
2分钟前
吉吉完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
当代中国马克思主义问题意识研究 科学出版社 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4974946
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4229774
关于积分的说明 13172959
捐赠科研通 4019296
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2199226
邀请新用户注册赠送积分活动 1211803
关于科研通互助平台的介绍 1127556