Al基轻合金在汽车、航空、包装等行业得到了大规模的应用,Al基合金的轻量化对提高燃料效率非常重要,而且具有重大的战略意义和很高的经济效益。作为“Al-Mg-Si合金亚稳相晶体结构和热力学性质的原子尺度模拟”研究项目的一部分,本论文采用第一性原理计算方法系统地研究了Al-Mg-Si-(Cu)合金中关键亚稳相在有限温度下的热力学性质及相关界面性质,以期对相关材料的性能及设计提供理论依据。本工作的主要研究结果如下:　　 (1)通过考虑晶格振动,热电子激发等因素,在准谐近似下采用第一性原理声子计算系统地研究了β"相在含Al和不含Al时的相关热力学性质,弹性力学性质,电荷密度性质以及原子之间的键合强度。研究发现,Al可以替代β"相中的Si,即β"相中含Al。　　 (2)通过考虑晶格振动,热电子激发等因素,在准谐近似下采用第一性原理计算方法系统地研究Al-Mg-Si合金中关键亚温相的有限温度下的热力学性质。通过比较各个相的有限温度下的热力学性质,发现这些亚稳相的能量相对高低和Al-Mg-Si合金的时效析出强化序列是一致的。这对采用CALPHAD方法构建Al-Mg-Si-(Cu)合金的亚稳相图是非常有用的。　　 (3)基于文献中报导的采用高分辨率透射电镜(HRTEM)观察到的关于Q相与Al基之间的界面匹配关系,采用第一性原理计算方法研究Q相与Al基之间的界面和Cu在Q相与Al基界面中间的偏聚,发现Cu倾向偏聚于Q相与Al基界面,验证了实验观察到的结果。并预测得到Cu原子在Q相与Al基界面处的偏聚使得Q相与Al基界面间距变小,在界面处形成了相应的FCC结构。