锆(Zr)由于拥有耐腐蚀特性和较小的中子俘获截面,其合金广泛应用于航空航天工业和核工业中。本工作采用基于密度泛函(DFT)理论的第一性原理计算方法,研究了ZrHf合金的结构、力学性质和热力学性质；此外,计算了高压下ZrH2的晶体结构、电子结构、声子谱和热力学性质,为今后核工业中Zr基合金的设计和应用提供了理论数据。主要结论如下：一、研究了不同有序、无序结构下ZrHf合金的晶体结构、力学性质、声子谱、热力学性质和相稳定性。结果表明：ZrHf的有序或无序结构均可以稳定存在于合金中,且各个有序、无序结构之间几乎不会发生自发的相变；证明ZrHf合金的性质与原子的排布方式无关,其各种结构下的性质在数值上均接近Zr与Hf的算术平均数。二、研究了ε相Zrn2在高压下的理论性质,包括晶体结构、电子结构、声子谱和热力学性质。高压下Jahn-Teller效应对合金的影响更为强烈,导致合金在高压下会沿着c轴发生更大程度的压缩,并且这些经过压缩的结构均是稳定结构;同时,高压还使得ZrH2费米能级以下的电子产生了更强的轨道杂化,并严重影响了赝能隙；Zr和H特殊的振动性质使得热容不同于传统材料,在随温度的上升过程中,出现了“台阶”,并且在1000K的温度仍未达到热容的理论上限。