本文利用第一性原理方法系统地研究了锆基无序二元合金的力学性能。研究Zr8Ti8无序合金时,我们通过显式考虑温度效应和组态熵效应,从而使得Zr8Ti8的混合能在430摄氏度左右可以从正值向负值发生转变,解决了在描述锆钛无序合金热力学稳定性能时,长期存在的理论与实验结果相矛盾的问题。在研究完美晶体的应力应变曲线时,发现了屈服阶段。由于不存在缺陷,所以不能用传统的缺陷理论来解释此现象。于是我们运用电子的轨道占据和态密度改变来解释该现象。研究Zr-Ti、Zr-Hf和Zr-Sc合金时,发现Zr与Ti形成固溶体时,可以显著增强力学韧性。最为重要的是我们发现,这3种Zr-X体系的力学量都可以很好地用公式y=MZr(1-x)+Mxx+(x-x2)F描述。采用这个方程,可以快速而准确地获得Zr-X体系在任何成分下的力学性质,为Zr-X合金材料的研究和设计提供高效的工具。锆基无序二元合金体系众多,第一性原理研究存在困难。因此本文借鉴材料基因组的思想,采用高通量计算的方法来研究这些合金体系,并建立了相应的数据库。我们自主搭建了高通量计算平台HCPMPRA(High throughput Calculating Platform of Mechanical Properties for Random Alloys),该平台能在Linux环境中运行、能够自动地构建结构、控制计算、提取和分析数据,同时将计算结果输入到数据库中。