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近期,可控核聚变作为理想能源已引起全世界关注。但是,由于核反应堆的工作环境非常复杂,所以对材料的要求非常严刻。虽然经过多年的不懈探索,已经在研究应用领域取得了一定的进展,但是对于所用材料的研发仍然是非常热门的话题,因为材料的使用决定着核聚变反应堆性能的好坏。而高熵合金是近些年正在发展的一种新型材料,它具有非常多的优异性能,如高硬度、高强度、良好的抗腐蚀性能和高温抗氧化性能等等,并且在核材料、军工、航空航天、交通运输等领域都具有十分广阔的应用前景。而W及其合金具有良好的力学和热力学性能(如高温、高熔点和良好的导热性能),所以对于可控核聚变反应,钨合金被认为是最有前途的候选材料。因此本论文运用密度函数理论深入研究高熵(类)合金Wx(TaTiVCr)1-x的力学和热力学性能,主要研究内容如下:1、利用密度泛函理论并结合特殊准随机结构模型的方法,研究了具有体心立方结构的高熵(类)合金Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)的力学性能。结果表明同时加入原子半径平均值较小的多主元合金元素(Ta,Ti,V,Cr),Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)合金的晶格常数会有略微下降的趋势,同时其形成焓升高,结构稳定性略有降低。根据Voigt-Reuss-Hill近似计算弹性性能,结果表明:虽然Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)合金的硬度和强度有明显降低,但有趣的是,Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)合金的延展性明显得到了提高。进一步的电子结构研究发现:Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)的态密度主要来源于各组成元素的d电子的贡献,而W的d电子贡献最大。且W-W键的强度大于W-M(M=Ta,Ti,V,Cr)键和M-M(M=Ta.Ti,V,Cr)键。随着同时加入多主元合金元素(Ta,Ti,V,Cr)的增多,费米能级处的DOSs值逐渐升高,这表明原子间的相互作用减弱,稳定性降低。整体上,随着多主元合金元素(Ta,Ti,V,Cr)的加入,高熵(类)合金Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)的性能得到了一定改善,这些结果也将为进一步优化W合金的组成和力学性能提供了依据。2、采用第一性原理密度泛函理论与特殊准随机结构模型相结合,联合运用准谐近似并结合德拜-格林艾森(Debye-Gruneisen)模型和热状态方程,研究了高熵(类)合金Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)相的热力学性质,并着重探索了 W含量的影响。研究结果表明,Wx(TaTiVCr)i-x(x=0.30-0.67)的体模量(B)随着温度的升高而逐渐降低。虽然不同W含量下的软化趋势是相似的,但在Ta、Ti、V、Cr同时合金化的情况下随着W含量x减少,Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)的强度整体也是降低的。随着温度的升高,热膨胀系数Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)呈非线性增长,随着W含量的增加,热膨胀系数的增长率略微降低。Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)的恒容热容(CV)和恒压热容(CP)在不同W含量的情况下,随温度的变化也表现出了相似的变化趋势。并进一步研究了 Wx(TaTiVCr)1-x(x=0.30-0.67)的热力学熵,其随温度的升高而明显变大。且详细讨论了电子熵、构型熵和振动熵的贡献。此外,还对德拜温度和格林艾森参数进行了分析讨论。研究结果对优化含W高熵(类)合金的组成和综合性能具有重要意义。