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以金属间化合物为基体的合金是当前正在发展的一种新型金属材料。随着科技的不断发展,对材料性能的要求越来越高,有关金属间化合物的科技研究工作也越来越受到重视。目前常见的金属间化合物材料的开发有两类,一类是发展新型轻质结构材料,制造出质轻、比强度高、抗应力强、耐腐蚀性好的合金材料,如镁基合金；另一类是发展高温结构材料,制造出具有高熔点、抗蠕变能力强、抗腐蚀和抗氧化性能好的合金材料,如Laves相铬基合金。虽然镁基和铬基合金因其自身优异的性质得到了认可与应用,但是它们都存在一个共同的缺点——低温易脆性。这一缺点阻碍了镁基和铬基合金的进一步发展与广泛应用。低温脆性与材料的塑性形变密切相关,而塑性形变主要受到层错、反相畴界和位错等有序微观缺陷结构控制。通过研究金属间化合物的微观缺陷结构,了解其塑性形变特征、形变机理和相关力学性质,进而设计具有优异力学性能的材料,是目前金属间化合物性能优化研究的关键性课题。本文基于密度泛函理论第一性原理计算研究了C14Laves相MgZn2及C15Laves相Cr2X(X=Nb, Zr, Hf)的广义层错能曲线,讨论了它们的形变机制,并从电荷密度分布、原子间相互作用和化学成键等电子原子水平揭示了Laves相中层错的形成特征。此外,本文系统地计算了B2-MgRE (RE=La-Er)中<111>{110}方向和L12-Al3X(X=Sc,Mg)中<110>{111}方向的广义层错能曲线,联合Peierls-Nabarro模型研究得到了它们的位错芯结构和性质。本论文主要内容包括以下四个方面：(1)基于协同剪切机制,建立了C14Laves相结构合金的内禀型层错intrinsic stacking fault(I2)和类孪生层错twin-like stacking fault (T2)的形成模型。通过第一性原理计算了C14Laves相MgZn2的I2和T2的广义层错能曲线。结果表明即使通过协同剪切机制,MgZn2中I2的非稳定层错能仍然很大,在MgZn2中形成I2层错比较困难。基于已有的内禀型层错I2构型,继续协同剪切操作,可以形成类孪生层错T2。非稳定和稳定类孪生层错能比非稳定和稳定内禀型层错能稍大,表明形成T2层错和形成I2层错的过程是类似的。基于获得的广义层错能,我们讨论了C14Laves相MgZn2的形变机制,结果表明MgZn2中主要的形变机制为扩展不全位错滑移。为了进一步揭示C14Laves相MgZn2的I2和T2形成的本质特征,其层错形成过程中的电荷密度分布也被进一步研究。(2)基于协同剪切机制,建立了C15Laves相结构合金的本征层错stacking fault (SF)和孪生层错twinning fault (TF)的形成模型。通过第一性原理计算了C15Laves相Cr2X(X=Nb, Zr, Hf)的广义层错能曲线,并讨论它们相关的形变机制。结果表明即使通过协同剪切机制,C15Laves相Cr2X(X=Nb, Zr, Hf)中SF和TF的非稳定层错能仍然很大,相应的稳定层错能较小。在C15Laves相Cr2X(X=Nb, Zr, Hf)中,可行的形变模式是扩展不全位错和孪生。研究还表明,Cr2Nb的孪生化趋势最强,随后为Cr2Zr和Cr2Hf。为了进一步揭示C15Laves相Cr2X(X=Nb, Zr, Hf)中SF和TF层错形成的本质特征,其层错形成过程中的电荷密度分布也被进一步研究。(3)通过第一性原理计算了B2-MgRE(RE=La-Er)合金中<111>{110)方向的广义层错能曲线。基于获得的层错能曲线联合Peierls-Nabarro模型研究了合金的<111>{110}超位错的结构和性质。结果表明在B2-MgRE合金中,<111>位错分解为两个共线的不全位错。对于同一物质同一体系,螺位错分解宽度比刃位错分解宽度小,螺位错的Peierls力和Peierls能比刃位错大。对比不同B2-MgRE合金可知,MgEu的<111>{110}螺位错和刃位错的Peierls能和Peierls力最大,MgSm的最小,表明在MgEu中移动<111>{110}位错最困难,而在MgSm中相对最容易。此外,研究还表明随着稀土元素原子序数的增加,B2-MgRE(RE=La-Er)合金中<111>{110}的位错分解宽度、Peierls力和Peierls能分段减少(La to Sm)和(Eu to Er)。(4)通过第一性原理计算了Ll2-Al3Sc和Al3Mg合金中<110>{111}方向的广义层错能曲线,获得了它们的反相畴界能。基于获得的广义层错能曲线联合Peierls-Nabarro模型研究了L12-A13Sc和Al3Mg合金中共线分解的<110>{111}超位错的结构和性质。计算估测的Al3Sc的<110>{111}刃位错的分解宽度与已报道的实验值相吻合。Al3Sc的<110>{111}刃位错和螺位错的位错分解宽度、Peierls力和Peierls能比Al3Mg的小。在L12-A13Sc和Al3Mg中,<110>{111}螺位错分解宽度比刃位错分解宽度小,螺位错的Peierls力和Peierls能比刃位错大。