Ni基高温合金是航空航天领域应用最广的高温材料。随着国防科技的发展，新一代的航空航天飞机对发动机涡轮叶片材料的承温能力提出更高的要求。然而Ni基高温合金受熔点的限制，其服役温度很难进一步提高。寻找下一代高温合金成为国内外研究机构的关注焦点。最近，研究者们陆续在Co-Al基和Co-V基合金中发现与Ni3Al类似的γ析出强化相，由此掀起了新型钴基高温合金的研究热潮。作为新型Co基高温合金中的关键强化相，γ相的结构稳定性和弹性性质直接决定了Co基高温合金的综合力学性能。然而实验上往往通过尝试法来选择合适的合金化元素以稳定化γ相，且实验上很难对亚稳定的γ相的性质进行测量和表征。因此，为指导γ相强化型Co基高温合金的设计和开发，有必要从理论角度研究合金化元素对γ相的结构稳定性和弹性性质的影响，并进一步完善γ相的热力学信息。　　本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统研究了Co-Al基和Co-V基高温合金中γ相的电子结构、弹性性质和热力学性质。阐明了W浓度对γ-Co3Al相弹性性质的影响，并讨论了γ-Co3V相的高温稳定性以及合金元素对γ-Co3V相的结构稳定性和弹性性质的影响，具体的研究内容如下:　　(1)基于密度泛函理论的第一性原理方法和准简谐德拜模型，研究了W浓度对γ-Co3Al相的弹性性质、电子结构和热力学性质的影响。研究结果表明:随W浓度的增大，γ-Co3(Al1-xWx)相的体弹性模量、杨氏模量和剪切模量均增大，而弹性各向异性的程度逐渐减小，同时该相从延性材料转变为脆性材料。γ-Co3(Al1-xWx)相的弹性性质随钨浓度的变化关系与电荷密度分布的大小和形状密切相关。　　(2)基于密度泛函理论的第一性原理方法和准简谐德拜模型，研究了D019、D022、 L12和hP24结构的Co3V相的电子结构、弹性性质和热力学性质。研究结果表明:在0～1300 K范围内，L12结构的γ-Co3V相是亚稳定的，而hP24结构的Co3V相是稳定的。不同结构的Co3V相的稳定性与其电子轨道在费米能级附近的杂化作用密切相关。D019、D022、 L12和hP24结构的Co3V相均是机械稳定的。L12和hP24结构的Co3V相均为本征脆性材料，而D019和D022结构的Co3V相均为本征延性材料。　　(3)基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了21种过渡族金属元素(Sc，Ti, Cr, Mn, Fe, Ni,Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Hf, Ta, W, Re, Os,Ir, Pt)在γ-Co3V相中的择优占位及其对γ-Co3V相的结构稳定性和弹性性质的影响。研究结果表明: Zr、Y、Hf、 Ta、 Sc、 Ti、W、Mo、Re、Cr和Tc倾向占据V位，而Mn、Os、Fe、Ru、Ir、Ni、Pd、Rh和Pt倾向占据Co位。Ti、Ta、Hf、 Nb、Zr、Sc、W、Ir、Pt、Rh和Ni能有效稳定化γ-Co3V相。过渡金属元素X对γ-Co3V相弹性性质的影响与元素X的微观价电子密度和分布形状密切相关。