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本文通过第一性原理方法研究了TiAl、ZrRu、ZrB和Zr-Sn系金属间化合物结构与性能的变化规律，并通过实验方法测定了Zr-Nb-Si生物医用锆合金的力学性能及其与微观组织结构的关系。主要研究内容如下: (1)采用基于密度泛函理论的平面波赝势法研究掺杂后Ti7Al8X(X=Sc、Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、 Ta和W)金属间化合物的结构、机械性能和德拜温度。通过机械性能稳定性标准和形成能证明Ti7Al8X在0 GPa下的结构稳定性。计算了Ti7Al8X的剪切模量G、体模量B、杨氏模量E、泊松比v和显微硬度参数H。通过弹性参数计算TiAl的德拜温度，并发现合金元素对TiAl的德拜温度具有较大的影响。 (2)采用密度泛函理论研究过渡族金属元素TM(TM=Ti、V、Cr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Rh、Pd、Os、Ir和Pt)的位点偏好和合金化效应对B2 ZrRu基合金的机械性能和电子性能的影响。通过ZrRu-TM合金的形成焓Hform和三元转移能EZr→RuTM预测TM的位点偏好。获得了ZrRu-TM合金的体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比和其它相关机械性能参数。计算了合金的电子态密度图和差分密度图，结果表明化合物的弹性性能与价键强度密切相关。 (3)采用密度泛函理论和准简谐德拜模型研究ZrB的结构性能、机械性能和热力学性能。每步增加0.01的应变直到结构崩塌的方法获得ZrB的三相应力应变曲线，相对应的最高应力被当做理想强度。通过准简谐德拜模型，我们研究了ZrB在0～1500 K和0～30 GPa范围内的德拜温度、热膨胀系数、内能和焓。我们深入地探讨了ZrB被用作轻金属基复合材料增强相的合理性 (4)使用第一性原理方法研究Zr-Sn体系金属间化合物的结构、相稳定性、机械性能和热力学性能。Zr4Sn的结构被精确测定。采用Voigt-Reuss-Hill近似计算了Zr-Sn体系金属间化合物的机械性能，包括体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比，Zr5Sn4和Zr5Sn3显示出了优异的力学性质。通过准简谐德拜模型，计算了Zr5Sn3和Zr5Sn4在0～300 K和0～50 GPa的德拜温度、热熔和热膨胀系数。 (5)采用XRD、SEM等试验手段，研究Zr-18Nb-xSi(x=1.5、2.0、2.5和3.0)的相组成和微观组织结构随合金化元素Si含量的变化规律。并利用万能试验机测定该种成分合金的杨氏模量、压缩强度、压缩率和屈服强度。结果表明合金的杨氏模量、压缩强度和屈服强度随Si含量的增加而增加，而合金的压缩率随Si增加呈降低的趋势。