随着计算机技术的迅猛发展和材料科学基础理论的不断完善,计算机在材料科学与工程中的作用越来越突出,应用也越来越广泛.90年代初,一门新的学科——计算材料科学形成了.第一性原理计算从固体的本征参数出发,通过求解薛定谔方程,在电子结构的深度来研究材料微观结构与性能的关系及其物理本质,被广泛地应用于设计能满足人们需要的新材料.因此,第一性原理计算已成为计算材料科学的一个重要组成部分.该论文致力于用第一性原理以及其它方法,如热力学模型和分子动力学模拟,研究亚稳合金相的形成.选取Ni-W,Ag-Ni,Ag-Co,Ni-Mo,Y-Ta和Ni-Ru这六个具有代表性的系统进行研究,这些系统具有不同的热力学特性,例如它们的生成热从+40变化到-11kJ/mol.用第一性原理计算了Ni-W合金的两种Ni<,3>W和NiW<,3>亚稳相的DO<,19>和L1<,2>结构及Ni<,4>W平衡相的一些物理参数(内聚能、点阵常数、体模量).利用实验数据和计算所得的数据,选择Finnis-Sinclair多体势模型,拟合了Ni-W互作用多体势.由势参数导出的各相的静态性质与实验值和第一性原理计算值符合很好.此外,基于拟合的多体势,运用分子动力学模拟(MD)研究了Ni基FCC固溶体的点阵常数随成分的变化关系,计算结果与Vegard定律符合得较好.上面提及的亚稳状态的总能量也可以由Miedema热力学模型计算得到,比较发现热力学计算结果与第一性原理计算结果在数量级上是一致的,这表明对合金相的形成与转变,热力学计算还有更多的工作要做.