Etude par les méthodes ab-initio des propriétés structurales, mécaniques et de stockage d’Hydrogène dans les composés à bases de Terres Rares RENi4Mg (RE : Y et La).

Abstract

Les composés intermétalliques de types phases de Laves ce divise en deux familles. La famille des binaires de formule chimique AB2 qui regroupes trois phases distinctes (deux hexagonales C14 et C36, et une cubique de type C15) qui voient leurs applications principalement dans les revêtements thermiques des turbines à gaz afin d’améliorer leurs résistances mécaniques, aussi dans le stockage d’énergie (Batteries d’Hydrogène), ces dernières années ces composés AB2 ont présenté des limites technologiques en ce qui concerne la quantité d’Hydrogène stockée à une température T différentes de la température ambiante. Afin de remédier à ces anomalies de stockage liées à la température, l’intérêt de la communauté de chercheurs en physique des matériaux s’est tourné vers la deuxième famille de ces composés intermétalliques de formule AB5 de structure cristalline du type MgCu4Sn appelée phases cubique C15b qui quant à elle présente une capacité de stockage nettement meilleure que celles présentées précédemment et ceci à température ambiante. Toutefois, plusieurs composés faisant partie de la famille AB5 subissent des transitions de phases de la phase cubique C15b de groupe spatial 𝐹4̅ 3𝑚 vers une phase orthorhombique de groupe spatial 𝑃𝑚𝑛21. Ces transitions de phases affectent les propriétés mécaniques et thermodynamiques et par la suite la quantité d’atomes d’Hydrogène stockée dans ces composés. Dans ce travail, en utilisant les calculs du premier principe basés sur la théorie de la DFT, on s’intéressera à l’évaluation des propriétés structurales, électroniques et mécaniques des composés intermétalliques à base de Terres Rares YNi4Mg et LaNi4Mg en présence de l’Hydrogène, et voir si la transition de phase vers la phase orthorhombique peut être évitée par la substitution du Ni par d’autres éléments métalliques.