弹性性能作为最基本的力学性能之一,它不仅是人们加工和使用金属材料所必需的力学参数,而月.在理解其它物理性能方面起着重要的作用。弹性模量反映了原子间的相互作用势,与金属的本征原子和电子结构密切相关,从而可以联系到金属材料的众多性能,如密排度、过冷液体脆性、延性和韧性等。功函数作为最基本的电子参数,反映了固体内部的价电子浓度、化学势等电子结构信息。因此,研究金属材料弹性模量和电子功函数之间的关系具有重要意义。本论文采用了开尔文探针测试和第一性原理计算的方法,针对固溶体钛合金、金属玻璃和B2相金属间化合物等特殊弹性用途合金,以及弹性变形影响金属功函数的现象中所存在的问题进行了研究。主要工作如下：一、研究了金属材料块体属性与功函数的关系。金属元素的功函数呈现出元素周期律；固溶体钛合金的功函数随元素成分变化大致成线性关系,而钛铝金属间化合物的功函数高于钛金属,这归因于价电子浓度的差别和电子轨道的杂化：非晶态合金的功函数可用混合定律来描述,但少量成分改变对功函数影响较小。结果表明这些金属材料的功函数具有体属性,可通过改变体结构来对其进行调控。二、研究了不同变形条件下铜、钛及铝铜等金属材料电子功函数的变化情况,发现拉应变使其功函数下降,压应变则反之,且只有垂直表面法向的变形才能有效地改变功函数；纯金属的功函数随体积相对变化量成线性变化规律,并可以用经典的电子理论来进行描述,而合金则不显现出此关系；密排面上的功函数对应变的响应更为敏感。此结果对金属表面属性的应变工程具有指导意义。三、利用晶格能量模型,发现不同结构晶体的弹性模量与功函数是可以相关联的。这种关联存在于固溶钛合金中,其归因于功函数是合金的整体“电负性”,并取决于价电子浓度等参数。非晶态合金的泊松比与功函数也存在明显的相关性,从而可将功函数联系到其室温塑/脆性能,这种关系可用能量势垒和结合剪切转变区理论来解释。上述关联为低弹性模量钛合金和高室温塑性非晶态合金的成份设计提供了新的依据。四、计算了142种B2相金属间化合物体系的极端泊松比,发现70%的B2相化合物中存在本征拉胀性,它们的极端泊松比与弹性各向异性因子存在很强的关联性,其中128种含稀土的RM合金的负泊松比还与其非稀土组元的功函数存在明显的关联。通过电荷密度的拓扑与几何信息分析,发现这种拉胀材料的弹性各向异性起源于不同拓扑成键体积之间电荷流的各向异性。这些结果为开发具有负泊松比的金属间化合物,拓展金属间化合物使用范围提供了新的理论依据。