自从上个世纪20年代金属间化合物被发现至今，共发现了两万种以上的金属间化合物。由于金属间化合物的结构类型和性能多种多样，其中已经使用的有约300多种。当金属间化合物以细小颗粒形式在合金中析出时，会使得合金的力学强度得到明显的提高。特别是在高温下，合金仍然能保持良好的力学强度，这使得金属间化合物在高温合金应用方面具有极大优势。金属间化合物因其优异的特性，如密度小，熔点高，良好的力学性能和耐高温、抗氧化、抗腐蚀等特性，成为航空、航天、交通运输、化工、机械等众多工业部门的重要结构材料。金属间化合物材料的广泛应用，促进了元器件的微小型化、轻量化、集成化与智能化，极大地推动了当代高新技术的进步与发展，使其成为当前研究的热点。随着计算机技术的发展和计算能力的提高，使用第一原理计算在原子层面研究材料的各种性能和按照人们的愿望来设计材料，已经成为材料科学研究必不可少的手段。本文采用第一原理计算方法对典型金属化合物的相稳定性、晶格振动、力学和热力学性能进行了研究。　　首先，我们计算了Al3Sc和Al3Zr金属间化合物的结构和热力学性质。结果表明Al3Sc和Al3Zr析出相在高温下的有较好的稳定性，有利于提高铝合金的高温抗蠕变性能;根据热膨胀率与温度的变化关系解释了铝基钪锆复合微合金焊丝在凝固过程中产生热裂的机理;并根据钪和锆在铝中的扩散速率的不同解释了晶粒细化的原因和提高抗热裂能力的机理。　　其次，我们对几种L12结构的Al3RE金属间化合物的热力学特性和稀土元素在铝中的固溶度进行了计算。结果表明Al3RE金属间化合物较Al有更好的热力学稳定性和高温强度;发现稀土元素Dy和Y的在Al中的固溶度较其它几种元素的固溶度大，同时因为Dy和Y有低廉的价格和更好的抗氧化能力，成为备选的添加元素以改善铝钪合金的高温力学特性和降低合金的成本。　　再次，我们计算了过渡元素在DyCu合金中的择优占位和力学特性，比较发现:每一族元素的前三个元素都易于取代Dy而占据Dy的位置，形成稳定的Dy7Cu8M微合金;其他每一族剩下的几种元素易于取代Cu的位置而占据Cu的位置，形成稳定的Dy8Cu7M微合金;发现只有Dy8Cu7Ni，Cu8Dy7Zr，Cu8Dy7Hf和Dy8Cu7Pt四种微合金能够同时提高DyCu合金的韧性和力学强度。　　最后，我们计算了BiF3型Mg3RE金属间化合物弹性常数、晶格振动和热力学特性，研究发现:通过计算的弹性常数和弹性模量，我们可以得到这七种金属间化合物都满足力学稳定性条件，并且他们都是脆性材料;通过三维杨氏模量图可以得知它们都是弹性各向异性材料;对于计算得到的声子谱曲线和声子态密度，发现这些金属间化合物都满足动力学稳定性条件;给出相关的热力学参数随温度的变化关系。