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Ni-Al系合金具有熔点高、密度低、抗氧化性好、抗腐蚀性好、导电性好等各种优良性能，从而使它成为众多金属间化合物中被研究最多的材料之一。Ni3Al作为Ni-Al系合金的典型代表之一，在航空航天、电力、冶金等诸多行业具有非常广阔的应用前景。Ni3Al抗氧化性能尤其被关注，传统的金属氧化研究主要集中在氧化后期的氧化物生长行为方面，而对氧化早期的研究很少。因此，本论文结合第一性原理密度泛函计算和热力学计算，建立原子层次的Ni3Al合金早期氧化模型，深入研究Ni3Al合金高温早期氧化机理，探索Ni3Al合金早期氧化物的生长规律，从而为达到从原子层次来控制金属的表面氧化行为建立坚实的理论基础。本论文取得创新性的结论有以下几点： (1) 对比氧化前各种不同Ni3Al(100)和Ni3Al(110)表面模型的相对表面能(作为Al化学能的函数)，结果表明：对于Ni3Al(100)表面，完美Ni3Al(100)表面模型是最稳定的结构；而对于Ni3Al(110)表面，Al原子会自发地从基底扩散到表面。对比在不同氧覆盖率下含有不同反位缺陷的O-Ni3Al(100)和O-Ni3Al(110)表面模型的相图，结果表明O原子能够促进Al原子从基底扩散到表面，最终在表面形成一层氧化铝层。结合表面相图和氧化后稳定的结构，从热力学角度分析Ni3Al(100)表面在早期更容易被完全氧化。 (2) 对于Ni3Al(100)表面的早期氧化情况，基底内部先存在NiAl原子反位后存在Ni原子空位，而对于Ni3Al(110)表面的早期氧化情况，基底内部先存在Ni原子空位后Al原子和Ni原子通过空位迁移。从Ni3Al(110)表面中原子的迁移能垒图中可以发现O原子的存在同时提高了Al原子和Ni原子的迁移能垒，而对Ni 原子提高的更多，而且我们可以发现该氧化反应是一个放热反应，O 原子的存在导致体系的能量不断降低，与Ni原子相比对Al原子影响的更多。