随着社会发展和科技进步,人类对合金的需求越来越多,且越来越高,目前,传统合金已经很难满足人类社会的需要了,于是研究者们突破传统理念,发展一种新的设计理念,即多主元合金也称高熵合金,现在已被国内外学者和研究者所关注。基于高熵合金的概念和特性,高熵碳化物、高熵氮化物、高熵氧化物、高熵硼化物等高熵化合物也迅速发展,而且高熵碳化物和高熵氮化物具有优异的性能。然而,高熵化合物的热性能以及力学性能的研究仍然很少。因此,本论文将quasi-harmonic Debye-Gruneisen模型与密度泛函理论相结合,对(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N的热力学性质进行了比较研究,并利用密度泛函理论进一步研究了高熵(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N的力学和电子性能。主要研究内容如下:1、运用密度泛函理论并结合quasi-harmonic Debye-Gruneisen模型,研究了(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N的热力学性质。主要由于振动熵的贡献,这两种材料的热力学熵都显著增加,而(TaNbHfTiZr)N熵增量随着温度的升高而更显著,因而在高温下更稳定。虽然两者高温软化行为非常相似,(TaNbHfTiZr)N由于大得多的体积模量而更有利于高温应用。尽管两种材料的热膨胀系数都是先快速上升后缓慢上升,但(TaNbHfTiZr)N对温度的敏感性更小。对于等容热容和等压热容,(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N也表现出相似的行为,且数值都大于高熵合金HfNbTaTiZr。本文对这两种材料热力学行为的研究,为其实际应用提供了有价值的依据。2、利用密度泛函理论并结合特殊准随机结构模型,研究了高熵(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N的力学和电子性能。基于高熵化合物形成的经验判据,晶格常数差和混合焓表明了(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N高熵固溶相的形成。计算所得到的弹性刚度常数也表明(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N的力学稳定性。零压下,计算得到的弹性力学性能都近似服从混合规则,而维氏硬度分别略大于组分二元碳化物和二元氮化物的平均值。计算的弹性参数表明(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N是脆性的。高压下,晶格常数略有减少,力学性能得到改善,甚至出现脆性向延展性转变。计算的电子结构表明(TaNbHfTiZr)C和(TaNbHfTiZr)N带有离子性的共价键,随着压力的增加,两者的共价性降低,而离子性相对增加。