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由于Laves相优异的高温力学性能,Laves相镁合金和钛合金正作为一种新型结构材料迅猛发展。因为材料的力学性能与其结构演变密切相关,所以研究材料的形变机理与结构演变,对优化材料的力学性能有着重要的意义。本文基于密度泛函理论计算对Laves相Ca(Mg1-x,Alx)2和TiCr2的多型结构转变以及含非金属溶质的α-Ti的基面滑移和层错进行了深入地研究,主要研究内容如下：1、运用密度泛函理论计算对Laves相Ca(Mg1-x,Alx)2的多型结构演变进行了理论研究。研究结果表明,随着Ca(Mg1-x,Alx)2中的Al含量增加,形成焓呈现C14→C36→C15结构转变趋势。电子结构表明较强的Al-Ca共价键首先强化了Ca(Mgl-x,Alx)2中垂直方向上的层间相互作用。继续向Ca(Mg1-x,Alx)2加入Al,较强的Mg-Al或l1-Al共价键此时主要强化层内相互作用。而当Al含量达到较高水平时,Ca(Mg1-x,Alx)2中垂直与水平方向上的共价键强度趋于平衡,这将促使Laves相从六方结构向立方结构转变。此外,Ca(Mg1-x,Alx)2的成键电子数随着Al原子的加入呈现C14→C36→C15结构转变趋势。2、基于同步剪切机理,构建了C14→C36→C15结构转变模型,尤其是提出了一个新的C36→C15的结构转变模型(模型B)。运用这些模型系统地研究了TiCr2 Laves相C14→C36→C15多型结构转变的转变能垒和电子结构。计算结果表明,新提出的C36→C15的结构转变模型B是一个可行的结构转变方式。电子结构分析表明,在同步剪切面附近的Cr-Ti共价键对Laves相TiCr2的结构转变有着重要的影响。3、采用第一性原理方法研究了非金属溶质C、H、O和N对α-Ti <a>基面滑移和层错的影响,并计算了其广义层错能(GSFE)。研究结果表明,对于(0001)[1120]基面滑移,除H原子外,C、N和O原子的加入均使a-Ti的不稳定层错能升高。因此,C、N和O溶质原子的存在不利于基面在[1120]方向上的滑移。对于(0001)[1010]基面滑移,所有非金属原子(C、H、O和N)都使a-Ti的广义层错能下降。其中,内禀层错能的降低将有利于I2变形层错的形成。电子结构研究表明在滑移过程中,滑移面附近的非金属原子X(X＝C、H、O和N)与其邻近的Ti原子之间存在强度稳定的Ti-X共价键。