铝合金由于其高的比强度、低密度、优良的导电性,导热性被工业上广泛应用。铝合金按化学成分可分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锆合金、铝镍合金和铝稀土合金等等。7000系列铝合金属于超高强铝合金,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金,广泛应用于航空航天、交通运输、汽车制造等领域。团簇（clusters）是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体,其物理和化学性质随所含的原子数目而变化。通过分析团簇的物理化学性质,可以理解多组分体系的稳定性,电学,热力学和力学性能。本文基于密度泛函理论,运用第一性原理的手段对铝合金中团簇及相的结构、稳定性、生长机制、热力学性质、电学性质及力学性质进行了理论研究。Al-Cu合金的计算结果表明:Cu原子倾向于集聚Al_N（N=1-10）团簇而形成密堆积结构,Al_nCu团簇的平均结合能略高于Al_N团簇。在n=1,4,6,9时出现HOMO-LUMO能隙的局部峰值。Al_nCu团簇更易与Al团簇反应,Cu原子与Al原子优先反应。Al-Zr合金的计算结果表明:锆团簇倾向于使铝团簇形成密堆结构。Al_nZr团簇的平均结合能高于Al_N团簇。在n=3,5,7时Al_nZr团簇比其他团簇更加稳定。除了AlZr团簇外,锆的电子吸附能力略低于铝。在n=3,5,7时出现HOMO-LUMO能隙的局部峰值。Zr原子优先与Al₂团簇发生反应。在n=2,5,8时出现偶极矩的局部峰值。Al-Ni合金的计算结果表明:AlNi相的各向异性程度最高,Al₃Ni₂存在最低的各向异性。AlNi,Al₃Ni₅和Al Ni₃相表现出韧性特征,其他相表现脆性特征。AlNi的韧性最好,Al₃Ni₂的韧性最差。Al₃Ni存在最高的德拜温度,Al Ni存在最低的德拜温度。Mg-Zn团簇的计算结果表明:Zn原子更倾向于占据顶点位置。Zn的掺杂降低了Mg团簇的稳定性。通过二阶能量差分发现Mg₃Zn和Mg₃Zn₂比它们的相邻结构更稳定。NBO分析表明,Mg-Zn团簇之间出现了轨道杂化。Ni掺杂Al₂Cu的计算结果表明:Ni掺杂Al₂Cu时,可以稳定存在的结构只有Al₇Cu₄Ni和Al₈Cu₃Ni。掺杂Ni后,Al₂Cu的韧性会被降低,脆性升高。各向异性的结果表明Al₂Cu的各向异性值最大,掺杂进Ni之后,会降低Al₂Cu的各向异性。Al₈Cu₃Ni的德拜温度最高,Al₇Cu₄Ni的德拜温度最低。