本文在合金系统科学框架（SSA）下,对Au-Cu合金系进行了系统的研究和分析。 利用单原子理论（OA）、德拜固体比热理论和Grüneisen热膨胀理论对纯金属Cu的自然态FCC结构的原子状态随温度的变化进行了研究,计算了原子状态在三态杂化三角形中随温度的变化轨迹,其成键电子（共价电子和近自由电子）随温度的升高而减少,非键电子随温度的升高而增加。在此基础上计算了金属Cu的势能曲线、体弹性模量、恒压和恒容热容、振动能、焓、熵及Gibbs自由能等各种热力学参量随温度的变化曲线。计算结果与SGTE数据库信息比较,在较低温度两者吻合很好,但随着温度升高,两者之间的差异增大。室温以下的计算结果可以用来补充了热力学数据库信息。 利用特征晶体理论对Au-Cu合金系的晶格常数、结合能、原子状态和物理性质进行了系统的分析和研究,确定了Au-Cu合金系FCC结构类型原子间的体积和能量相互作用方程,获得了FCC Au-Cu系中特征原子A-序列和特征晶体C-序列的原子的状态、势能、体积和晶体的晶格常数、结合能、体弹模量等基本信息。利用A-和C-序列的基本信息和特征原子排布设计方法（CAAD）研究了无序Au_xCu_（1-x）合金及其组元的原子状态、物理性质随成分变化的关系曲线,分析了合金的晶格常数相对于Vegard定律发生正偏离的原因。研究了Au-Cu合金系中FCC类型点阵结构的Au₃Cu、AuCu、AuCu₃型多种空间群金属间化合物的原子状态、生成热及其它物理性质,分析了影响相同成分不同结构化合物的稳定性的因素。研究了AuCuⅠ和长周期结构AuCuⅡ化合物的精细结构,确定了它们晶胞中格点上的原子的状态、势能、体积,晶体的晶格常数、结合能、弹性模量,讨论了影响AuCuⅠ和AuCuⅡ生成的势能因素和体积因素。对Au-Cu合金系中典型结构的有序合金（如Ll₀、Ll₂等）进行了研究,计算了这些合金的特征原子和特征晶体浓度分布,合金及其组元的原子状态、晶格常数、结合能和物理性质随合金成分和有序度的变化。应用CAAD方法研究了Au-Cu系中三种典型金属间化合物Ll₀-AuCu、Ll₂-Au₃Cu、Ll₂-AuCu₃的理想结构晶胞和含错位排列的原子团簇的原子状态、能量和体积。研究结果表明,在这三种化合物中Ll₂-Au₃Cu无序化趋势最强,Ll₂-AuCu₃最稳定。 在特征晶体模型下,结合合金统计热力学,研究了Au-Cu系的热力学性质。计算了液态合金和无序固溶体的生成热和活度随温度和成分的变化曲线,所得结果与实验信息一致。计算了多种有序合金的Gibbs自由能、生成焓和熵随温度和有序度的变化曲线。评估了Au-Cu体系相图,所得相图的液固线与实验信息及