Refractories ›› 2022, Vol. 56 ›› Issue (3): 202-205.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2022.03.005

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Discussion on oxidation mechanism of graphite based on First Principle calculation

Bi Yubao1,3)(), Wang Huifang2,3), Zhang Haijun3)()   

  1. 1)High Temperature Materials Institute,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,Henan,China
  • Received:2021-07-14 Online:2022-06-15 Published:2022-06-24
  • Contact: Zhang Haijun

基于第一性原理计算的石墨氧化机制探讨

毕玉保1,3)(), 王慧芳2,3), 张海军3)()   

  1. 1)河南科技大学 高温材料研究院 河南洛阳 471000
    2)山西工程技术学院 山西阳泉 045000
    3)武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉 430081
  • 通讯作者: 张海军
  • 作者简介:毕玉保:男,1974年生,博士,讲师。E-mail: bi_yubao@163.com
  • 基金资助:
    国家自然基金资助项目(51872210);国家自然基金资助项目(52072274);武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室开放课题(G202004);武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室开放课题(G202008);河南科技大学博士科研启动项目(13480004)

Abstract:

The oxidation mechanism of graphite was calculated and analyzed based on the First Principle via the CASTEP module of Materials Studio.The results show that:(1)when structural loss happens in the form that layered graphite loses C atoms in the hexagonal or strip direction,the system has the lowest energy and the most stable structure;(2)when the C atoms on the graphite surface react with O atoms,the O atoms are easier to combine with the C atoms in the hexagonal or strip direction;(3)the actual oxidation behavior of graphite well verifies the calculation results.

Key words: graphite, oxidation, First Principle, CASTEP, refractories

摘要:

应用第一性原理,采用Materials Studio计算软件的CASTEP模块,计算分析了石墨的氧化机制。计算结果表明:1)当层状石墨以六边形或条形方式失去C原子,产生结构缺陷时,体系的能量最低,结构最稳定。2)当石墨表面C原子与O原子结合发生氧化反应时,O原子更易与六边形或条形方向的C原子结合。3)石墨的实际氧化行为较好地验证了该计算结果。

关键词: 石墨, 氧化, 第一性原理, CASTEP, 耐火材料

CLC Number: