MAX相是一类结合金属和陶瓷优异性能的层状陶瓷材料,M代表的是过渡金属元素,A代表主族元素,X代表C元素和N元素。它们有良好的导电性,导热性,耐腐蚀,抗氧化,易加工等特性,在冶金、化工行业可作为电极材料,在易加工陶瓷,抗磨损,抗腐蚀,热交换器,旋转部件,碳化硅间的欧姆链接等有多方面潜在的应用。因此MAX相成近年来的研究热点。尽管MAX相得性质已被大量研究,但是关于M₂SC（M=Nb,Ti,Zr）的理论和实验结果却鲜有报道。1999年,Sakamaka发现了新的超导材料Nb2SC,2007年,Amini制备了全致密的Ti2SC,有着良好的导热性能以及相比其他MAX相更高的弹性模量。关于M₂SC（M=Nb,Ti.Zr）的理论计算工作仍然需要更全面深入的研究。通过固溶改性方法,能改善MAX相材料的力学性能,这个结果对MAX相固溶体的的应用有着深远影响。不过关于MAX相固溶体的理论与实验工作也很稀少。到现在为止,还没有人报道过与M₂SC（M=Nb,Ti,Zr）固溶体相关的理论性能与实验结果。本工作基于基于第一性原理密度泛函理论对(Nb_xTi_1-x)₂SC和(NNb_xZr_1-x)₂SC（0≤x≤1）电子、结构和力学性能进行了理论计算研究。随着将Nb固溶进(Nb_xTi_1-x)₂SC的量的增加,（NbxTi1-x）ASC的晶格参数变大。这和Ti、Nb、Zr的原子半径大小关系相一致这意味着固溶体的晶格参数可能与平均半径有关。通过对它们的电子能带结构和态密度的分析表明这些固溶体有良好的导电性。在费米能级附近的能带主要由Nb的4d电子和Ti的3d电子以及Zr的4d电子贡献。在(Nb_xTi_1-x)₂SC和(Nb_xZr_1-x)₂SC（0≤x≤1）中,相比其他MAX相,金属原子和S原子之间有更强的相互作用影响着这些固溶体的电子结构稳定性。通过分析(Nb_xTi_1-x)₂SC和(Nb_xZr_1-x)₂SC（0≤x≤1）的电荷密度和电子转移情况,解释了固溶后微观结构对宏观性质的影响。理论预测了(Nb_xTi_1-x)₂SC 和(Nb_xZr_1-x)₂SC（0≤x≤1）中 M原子（M=Ti、Zr、Nb）和 S或C原子之间的强成键作用,阐释了固溶体的稳定性。计算了(Nb_xTi_1-x)₂SC和(Nb_xZr_1-x)₂SC的力学性能包括体积模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比和德拜温度,发现Nb原子固溶进Ti2SC或Zr2SC能改善它们的力学性质。随着Nb固溶量的增多,(Nb_xTi_1-x)₂SC和(Nb_xZr_1-x)₂SC（0≤x≤1）的体模量和泊松比逐渐增加,呈上升趋势,同时剪切模量,杨氏模量,德拜温度等则相反,逐渐降低,呈下降趋势。对于金属陶瓷,由于金属原子和非金属原子间的强相互作用,材料中过渡金属原子所含d电子越多,相比与普通的金属化合物,其力学性能越好。随着Nb固溶量的增加,固溶物中d电子数目增加,体模量增加,晶胞中d电子数目的变化和体模量值有良好的线性关系。界面结合能和固溶体中固溶物的量之间有高度相关性为MAX相结构稳定性和合成MXene材料的关系提供了新的想法。