高熵合金是近年来发展起来的一种新型多主元合金材料,与传统合金材料相比,具有独特的物理性质和力学性能,并有着重要的研究价值和广阔的应用前景。然而,由于高熵合金复杂的元素构成和广阔的成分调控范围,使得高熵合金的成分设计和性能预测仍受限于传统的“试错法”,缺乏可靠的理论支持。因此,合理地评估高熵合金的相稳定性并深入探究组元元素性质与合金力学性能的内在联系有助于具有理想性能高熵合金的设计。本论文主要利用了基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,结合特殊的准无序结构方法,系统研究两类面心立方结构高熵合金的相稳定性、结构性质、弹性性质以及力学性能,讨论了磁性对于Cantor合金热力学稳定性、结构以及弹性性质的影响,设计了具有理想性能的贵金属系高熵合金,归纳了面心立方结构合金的屈服强度线性模型,揭示了组元元素对贵金属系高熵合金力学性能的影响,提出了准确预测贵金属系高熵合金体积模量和剪切模量的机器学习模型,并探讨了提高Au Cu Ni Pd Pt合金强度和塑性的方法。主要包括以下研究内容:（1）利用第一性原理计算,研究Cantor合金在无磁性、铁磁性、顺磁性下的相稳定性、结构性质、弹性性质,探讨在不同磁性下预测Cantor合金相稳定性、结构性质、弹性性质的差异,并从原子磁矩分布和电荷密度分布揭示了Mn和Cr元素对于Cantor合金整体磁性的影响。结果表明,顺磁性和铁磁性下Cantor合金热力学稳定性好于无磁状态,对于结构性质和弹性性质的预测更加准确,特别是顺磁性。同时Cantor合金在铁磁性和顺磁性下的差异主要来自于Mn和Cr元素。（2）利用含范德华力修正的第一性原理计算和经验判据,研究了由Al、Au、Ag、Cu、Ni、Pd、Pt、Rh、Ir构成的四元等原子比高熵合金的相稳定性和弹性性质,讨论了弹性性质与力学性能的关系,并根据电荷密度分布解释了组元元素如何影响合金的力学性能。结果表明,Al会影响高熵合金的固溶体稳定性,Ir Pt Ni系合金具有高强度,Ni Au Pt合金具有高韧性,Au Ag Cu合金具有高塑性,合金的屈服强度主要依赖于剪切模量和晶格畸变。（3）利用含范德华力修正的第一性原理计算方法和机器学习方法,研究了由Au、Ag、Cu、Ni、Pd、Pt、Rh、Ir构成的五元等原子比高熵合金的弹性性质和力学性能,比较了混合法则和第一性原理计算的弹性性质差异,准确预测了五元贵金属系等原子比高熵合金的强度和塑性关系。结果表明:混合法则难以准确预测高熵合金的弹性性质,含NiRh或者Ni-Ir的合金具有高屈服强度,在Au Cu Ni Pd Pt合金中,强度和塑性分别可以通过增加Ni和Au提高。