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B2型FeAl因其室温脆性大和超过600°C后强度急剧下降、抗蠕变性能变差的缺点而一直无法实现大规模工业应用。但因其原料低廉和具有低密度、高硬度、耐腐蚀等优点,仍然吸引着众多研究者进行深入探索。通过合金化进行固溶强化和利用第二相进行复合强化是改进上述缺陷的常用方法,但对其强化效果和微观机理还有待进行更全面的研究。此外,对FeAl进行功能化的研究也有助于其开辟新的应用领域。因此,开展FeAl表面和界面的研究对实现FeAl的功能化应用和研发金属基复合材料,满足经济社会发展具有重要的意义。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理对B2型FeAl的力学性质、表面吸附和界面结合特性进行了研究。主要内容如下:（1）对单掺杂V、Sc、Mn、Si、Mg、Co、Zr、Cu、Zn、Nb、Cr、Mo、W、Ti和Ni 15种元素对B2型FeAl的力学性质和强化机理进行了研究。结果表明:FeAl-Cr、FeAl-Ti和FeAl-Co体系为延性材料,并且FeAl-Co体系在这些合金相中具有最佳的延展性,其体积模量与杨氏模量之比B/G=1.92,泊松比为v=0.28。电子结构计算表明Cr、Ti和Co的掺杂引起了电荷的重新分布,弱化了Al-Al间的相互作用,强化了Fe-Fe和Fe-Al间的相互作用。（2）对共掺杂CrX（X=Mo、Ti、Si）对FeAl的作用机理进行了研究,结果表明:共掺杂CrX时,Al-Al间的相互作用并没能继续得到削弱,甚至还有所反弹。Fe-Fe间的相互作用继续得到增强,Fe-Al间的相互作用除了Cr、Si共掺杂时的削弱外,也都有微弱增强。另一方面,X元素的引入,使得3个体系中Fe-Cr间的反键化相互作用大幅增强。（3）FeAl（110）面对Cr、Ti和Co 3种原子吸附能的计算表明Cr、Ti原子最易吸附在FeAl（110）面的LB-2Al位置,而Co原子则最易吸附在短桥位,且均为化学吸附。布局分析表明原子吸附引起了体系电荷的重新分布。吸附前FeAl（110）面上所有原子之间均为键化状态。而吸附后只有Co吸附时的Fe-Fe键改变为反键化状态。Al-Al、Fe-Al之间的相互作用都得到削弱。Fe-Fe之间的相互作用由于Cr、Ti的成键而减弱,呈现明显的离子键状态,而吸附Co时则转变为较强的反键化相互作用。与Al-X之间的作用相比,Fe-X之间的相互作用呈现较弱的共价键特性。CO2、SO2和Cl23种气体的吸附能计算表明CO2分子容易吸附在TF-2Al位置,SO2分子最容易吸附在LB-2Al位置,Cl2分子最容易吸附在短桥位。吸附后CO2和SO2分子都没有分解,而Cl2分子在所有吸附位上都发生了分解。吸附后体系的电荷进行了重新分布,键布居数据显示CO2分子中的C原子与Fe15原子之间呈现强的共价键化相互作用,而C原子与Fe20原子之间为弱的反键化相互作用。吸附后SO2分子中S-O键的共价强度弱于C-O键,而O-Al键则弱于S-O键。S-Fe键均为共价特性强的相互作用。Cl1原子吸附后与两个Fe原子的成键都显示共价特性,而两个Fe原子之间呈现反键化态。（4）对FeAl（110）/NiAl（110）界面进行了第一性原理研究。考虑不同堆垛方式,建立了5种界面模型。优化后的粘附功计算表明FeFe long Bridge位置的粘附功最大。界面断裂的计算表明FeAl/Ni Al界面的失效可能发生在界面的FeAl侧或Ni Al侧,而不会发生在界面处。电子结构计算表明界面处的Al原子失去电荷,而Fe、Ni原子得到电荷,界面处形成了具有共价键特性的化学键。（5）对FeAl（100）/TiC（100）界面进行了第一性原理研究。考虑了FeAl（100）表面的两种末端、4种原子堆垛方式,建立了8种FeAl（100）/TiC（100）界面模型。非驰豫状态时Fe末端的OT Al位置模型和Al末端的OT Fe位置模型粘附功最大。优化后,这两个位置优化后的界面间距变化很小,而粘附功分别增大到14.44 J/m2和12.47 J/m2。界面断裂的计算表明FeAl（100）/TiC（100）界面的失效将发生在界面处或TiC侧,而不会发生在FeAl侧。电荷密度图显示Fe末端FeAl（100）/TiC（100）模型界面处的Fe原子和C原子之间形成了具有共价特性的相互作用。而Al末端FeAl（100）/TiC（100）界面模型界面处的C原子与Al原子之间有大量的电荷聚集。布居计算和分层态密度图表明界面中Al原子和C原子之间的共价键合是界面形成的主因。（6）对FeAl（110）/α-WC（0001）界面进行了第一性原理计算。考虑了α-WC（0001）表面的两种末端、5种堆垛方式,构建了10种FeAl（110）/α-WC（0001）界面模型。优化后W末端的OT Fe位置模型在界面距离为2.08?时取得5个位置中的最大粘附功3.98 J/m2,C末端的FeFe long bridge位置模型界面在间距为1.23?时取得最大的粘附功4.74 J/m2。从总体上看,优化后C末端WC（0001）面构成的界面模型的粘附功均大于W末端WC（0001）面构成的界面模型。界面断裂的计算表明两种FeAl（110）/WC（0001）界面的失效将发生在界面处,而不会发生在FeAl侧或WC侧。电子结构的计算表明W末端的FeAl（110）/WC（0001）界面处所有W原子和Al原子失去电荷,而Fe原子得到电荷。C末端的FeAl（110）/WC（0001）界面处的所有Fe原子和Al原子提供电荷,而C原子则接收转移的电荷。两种末端的FeAl（110）/WC（0001）界面内均包含了离子、共价和金属性质的成键。（7）对FeAl（110）/α-Al2O3（0001）界面进行了第一性原理计算。考虑不同堆垛方式,构建了4个界面模型。优化后,4个界面模型的界面间距均有大幅减少。FeFe bridge位置在界面间距为1.25?时取得4个位置中的最大粘附功13.77 J/m2。界面处原子间成键的变化表明了Al2O3中的O原子在FeAl（110）/α-Al2O3（0001）界面的形成过程中扮演了更积极的角色。电子结构的计算表明界面模型界面处所有的Al原子失去电子,而Fe原子和O原子得到转移的电子。界面处包含共价和离子两种性质的键,共价键合是形成界面的主要因素。（8）对FeAl（110）/NiAl（110）界面掺杂Cr、Ti和Co时缺陷形成能的计算表明这3种原子在界面处均更容易取代FeAl侧的Al原子。粘附功的计算结果表明低剂量掺杂这3种元素不利于界面的结合性能。对FeAl（100）/TiC（100）界面掺杂Cr、Ti和Co时缺陷形成能的计算表明:掺杂元素Cr在界面处能够置换FeAl侧的Fe、Al原子和TiC侧的Ti原子。其中最容易置换Al原子,其次是Ti原子,最后是Fe原子。掺杂元素Ti在界面处只能置换Al原子,Co原子也是如此。这3种掺杂结构计算所得的粘附功均小于掺杂前纯净FeAl（100）/TiC（100）界面的粘附功,表明低剂量掺杂Cr、Ti和Co元素不利于界面处的结合。电子结构的计算表明界面处的电子结合具有离子、金属和共价性质的混合键合。