FeAl、CoAl、NiAl和TiAl合金系中的金属间化合物具有高熔点、高比强度、高比模量、优良的高温抗蠕变性能、优异的高温抗氧化性能和高温异常强化等特性，成为极具潜力和希望的新一代高温结构材料。金属间化合物的蠕变和高温异常强化等特性受点缺陷及其扩散过程的影响，尽管从实验和理论上对金属间化合物的点缺陷形成及扩散过程进行了研究，所获得的有关知识仍非常有限。 目前已形成三个层次预测合金基本物性的理论方法，一个层次是以Miedema为代表的热力学经验理论，能对合金的性质，特别是热力学性质进行有效预测，获得了极大的成功；另一类是基于第一原理密度泛函理论，具有深刻物理意义的电子层次材料设计方法；第三类是介于热力学经验理论和电子层次材料设计理论之间的原子层次材料设计理论，它深入到了原子和晶体结构，但并末涉及电子结构。其代表性的理论是Baskes等人发展的EAM模型理论。由于此模型具有一定的物理实质、计算过程简单、所涉及的原子数目大，很快就应用于金属及合金的研究。 在Johnson发展的分析型EAM模型基础上，张邦维等针对实际的原子电子密度偏离球对称分布的情况，考虑基体电子密度并非是原子电子密度的线性叠加这一假设，在原EAM理论的总能量表达式中经验地加入一修正项，用以描述两条基本假设所引起的能量偏离，并提出了新的对势函数，从而发展成了改进分析型EAM(MAEAM)理论。 本文沿用Johnson提出的电子密度分布函数关系式，通过分析金属元素的电子因素和尺寸因素对合金形成的影响，提出了新的电子密度函数前因子的经验关系式，将MAEAM模型推广应用到金属间化合物结构材料的研究中。利用金属元素的物理性质，运用MAEAM模型与分子动力学方法模拟计算了FeAl、NiAl、CoAl和TiAl四个合金系统中的7个有序结构金属间化合物相的物理特性和点缺陷及扩散特性。 利用分子动力学方法模拟研究了金属间化合物的结构驰豫过程，得到了其 摘 要稳定结构的晶格常数。计算了这些有序结构晶体的合金形成能。除Tel合金形成能偏小外，其它计算结果与己有的实验结果和其它理论结果符合较好。计算了这些合金的弹性常数。 利用MAEAM理论和MD方法研究了这些有序合金的点缺陷。FCAI、FC3AI、Ni3AI和TIAI合金偏离理想化学配比成分时，出现的结构缺陷类型为：分别在各子晶格中出现反位置缺陷，与实验结果和其它理论结果相符合；NIAI和C。AI合金偏离理想化学配比成分出现结构缺陷类型为：分别在各子晶格中出现反位置缺陷，得到了部分实验结果的证实。预测偏离理想化学配比成分时，CO3AI合金中出现结构缺陷类型：为分别在各子晶格中出现反位置缺陷，目前尚无有关实验测定结果。本文还系统地计算了7种有序合金的双空位形成能。其中FeAI和NIAI合金的计算结果与其它理论的结果符合较好。预测了FeaAI、Ni。AI、CoAI、C山川和TIAI五种合金的双空位最稳定组态。 利用MAEAM理论和MD方法计算了7个有序合金的自扩散迁移能和激活能。FeAI中Fe原子以次近邻机制进行自扩散。Fe3AI中Fe原子以最近邻机制进行自扩散。NIAI中Ni原子以次近邻机制进行扩散。Ni3AI中Ni原子以最近邻机制进行自扩散。C。AI中C。原子以次近邻机制进行自扩散。TIAI中川原子以最近邻机制进行自扩散。以上计算结果与己有的实验结果基本符合，预测了C… 合金中C。原子以最近邻机制进行自扩散。 本文应用MAEAM理论系统地计算了不同结构金属所形成的金属间化合物的物理性质和缺陷特性，说明该理论简便可行、具有普适性和系统性，这是该理论区别于其它理论的主要特征。 本文所使用的MAEAM理论只需从组成合金的金属元素基本物理性质出发，就可以预测合金的物理性质和缺陷特性，这样建立的原子尺度材料设计理论可方便的应用于预测合金的各种性质。这又是MAEAM理论有别于其它理论的特征，这一特点只有Johnson的AEAM理论具有。