【摘 要】
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基于高压结构相变为驱动,从理论上设计新型超硬材料和新型储氢材料是科学前沿课题,对后续实验合成具有重要借鉴和指导作用。本文利用最新的晶体结构预测新技术,系统地研究了具有潜在超硬特性的过渡族金属W和Re的氮化物和具有储氢性能的轻金属配位氢化物Li2BeH4在高压下的晶体结构,并深入讨论了该晶体结构下材料的力学（如弹性和硬度）和化学键合等性质,得到了以下创新性结果:1.提出了常压下WN2的两个能量近似简
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基于高压结构相变为驱动,从理论上设计新型超硬材料和新型储氢材料是科学前沿课题,对后续实验合成具有重要借鉴和指导作用。本文利用最新的晶体结构预测新技术,系统地研究了具有潜在超硬特性的过渡族金属W和Re的氮化物和具有储氢性能的轻金属配位氢化物Li2BeH4在高压下的晶体结构,并深入讨论了该晶体结构下材料的力学（如弹性和硬度）和化学键合等性质,得到了以下创新性结果:1.提出了常压下WN2的两个能量近似简并的六角备选结构,其空间群分别为P63/mmc和P-6m2,这两个新相的晶格动力学稳定,力学性能优异（理论维氏硬度约为36 GPa）,可以在压力高于30 GPa条件下实验合成。2.系统研究了高压下Re-N化合物的晶体结构,提出低压下具有R-3m结构的ReN和高压下（>14.6 GPa）具有C2/m结构的ReN2最有可能被合成,ReN2的理论维氏硬度可以达到25 GPa。3.预言了Li2BeH4的高压相具有β-Na2SO4结构,相变压力是7.2 GPa,与实验值相吻合。在更高压力下（大于28.8 GPa）Li2BeH4相变为La2NiO4结构。化学键定量研究表明Li2BeH4高压相的合成仍然无法实现降低氢解离温度的目的。
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