近日,我校稀土产业学院(冶金工程学院)刘卓承老师以第一作者身份,联合材料科学与工程学院科研团队,以内蒙古科技大学为唯一通讯单位,在冶金材料科学领域国际顶级综述期刊《Materials Science & Engineering R: Reports》上发表题为《Miedema-based formation enthalpy criteria and strategies for optimizing hydrogen storage performance in rare-earth-magnesium hydrides: A review》的综述论文(见图1)。该文系统综述了扩展Miedema模型及其在稀土-镁(RE-Mg)多组分体系热力学生成焓预测方面的最新进展,全文共设七个部分,约七万字。材料科学与工程学院李一鸣研究员和新西兰怀卡托大学杨非教授为共同通讯作者,材料科学与工程学院赵鸣教授为共同作者。

生成焓是判断材料热力学稳定性与性能的核心指标,对于储氢材料而言,更是评估氢化物稳定性与储氢可行性的关键参数。论文基于课题组近年来在扩展Miedema模型方面的系列研究,系统对比了理论计算与实验测量生成焓的不同方法(见图2),综述了用于估算合金生成焓的扩展Miedema模型及其在多组分合金中的应用。论文创新性提出“复杂表面氢化物(CSH)”概念,将体相形成焓判据拓展至表面、界面、缺陷等非平衡体系,引入有效形成焓,打通了“成分—形成焓—微观结构—储氢性能”之间的理论链条,阐明了纳米化、界面改性所带来的热力学性能变化,为稀土镁基储氢材料的成分设计与性能优化提供了系统的理论依据。

多种预测氢化焓的基本理论对比
Miedema模型作为经典半经验热力学框架,基于元素的电负性等基础参数,可实现大量合金组分生成焓的快速预测。团队近年来基于Miedema模型的拓展与优化,成功应用于非晶合金晶化相变贯序预测、尾矿微晶玻璃密度预测、含氢非平衡团簇材料生成焓预测与设计等多种场景,相关成果先后发表于《Journal of Magnesium and Alloys》(https://doi.org/10.1016/j.jma.2024.07.022)《Ceramics International》(https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.12.173)《Fuel》(https://doi.org/10.1016/j.fuel.2026.141034)等国际高水平期刊,形成了系统的研究积累。
《Materials Science and Engineering: R: Reports》(简称MSER)发表涵盖材料科学与工程全领域的综述论文,享有极高的国际学术声誉,全球年发文量仅100余篇。该刊为中科院一区TOP期刊,最新影响因子26.8,五年平均影响因子31.86,是材料科学领域最具影响力的综述类期刊之一。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927796X26001294