铁磁性材料在日常生活、航空航天、国防军工、等诸多领域有广泛应用。其中,铁基合金材料因具有良好的综合性能,低廉的价格,倍受关注。最具代表性的物质是DO3型Fe₃Si合金材料。Fe₃Si不仅具有优越的磁学和电学性能,而且具有制备成本低廉和制备工艺简单等优点,成为研究的热点之一。然而,关于Fe₃Si合金与其他铁基合金材料的比较研究却很少。另外,掺杂在化工、材料等领域中是一种重要的研究方法。由于在元素周期表中,相邻元素的性质相似。所以,我们选择用和Fe同周期的Co原子以及和Si同主族的Ge原子对Fe₃Si进行掺杂研究。鉴于这些研究现状,本文应用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对Fe₃X（X=Si,Ge,Al）合金、Fe_3-xCo_xSi（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金以及Fe₃Si_1-xGe_x（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金进行如下研究:第一,通过对Fe₃X（X=Si,Ge,Al）合金的力学性质、电子结构和磁学性质的对比研究发现:三种合金都是铁磁性金属材料且具有稳定的立方结构。相比于其他两种合金,Fe₃Si合金的结构最为稳定并且最容易合成,它具有较大的强度、刚度和硬度,但其塑性较差,总磁矩较小。第二,根据实验结果搭建Fe_3-xCo_xSi（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金的结构,结合能计算表明Fe_3-xCo_xSi（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金的结构稳定性倾向于富铁成分。力学性质计算得出一定量的Co掺杂Fe₃Si,会使其抵抗剪切变形能力和硬度增大,塑性减弱。电子结构和磁学性质的计算揭示出Fe_3-xCo_xSi（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金都是铁磁性材料,在Fe₃Si中掺杂Co原子,可以使得费米面向导带偏移,进而在自旋向下的能带中,于费米面以上形成带隙,且带隙值随着Co成分的增加而增加。通常3d过渡金属原子的电子具有强关联性,本文运用GGA+U计算方法,对Fe_3-xCo_xSi（x（28）0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金中Fe原子和Co原子的3d轨道上电子的局域性进行了研究,结果表明Fe_3-xCo_xSi（x（28）0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金中A位置和C位置上的Fe原子3d轨道上的电子局域性比Co原子3d轨道上的电子局域性要强。第三,用Ge掺杂Fe₃Si得到Fe₃Si_1-xGe_x（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金,并对其物理性质进行研究。结果表明:Ge掺杂Fe₃Si减弱了其抵抗剪切变形的能力和硬度,但轻微地增加了其塑性,并且Fe₃Si_1-xGe_x（x（28）0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金的杨氏模量随Ge成分的增加而增大,揭示出Fe原子和Si原子之间的作用比Fe原子和Ge原子之间的作用要强。通过结合能和形成焓的计算预测出:在Fe₃Si中,Ge掺杂量越大,实现起来就越困难;掺杂后得到的Fe₃Si_1-xGe_x（x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金都具有稳定的立方结构,且稳定性逐渐减弱。此外,电子结构计算揭示出:Fe₃Si_1-xGe_x（x（28）0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金是铁磁性金属材料。IIFe原子的磁矩比IFe原子的磁矩要大,并且IIFe原子的磁矩随着Ge成分的增加呈逐渐增大的趋势,使得Fe₃Si_1-xGe_x（x（28）0.00,0.25,0.50,0.75,1.00）合金的总磁矩随着Ge原子的增多而增大。