本文以双酚A型环氧树脂和压电复合材料为研究对象,通过量子化学计算方法对双酚A型环氧树脂的合成机理、PbZrO3(PZ)陶瓷的晶胞结构及环氧树脂和PZ陶瓷界面的相互作用能进行了计算研究,主要探讨了双酚A型环氧树脂合成过程中过渡态分子结构及PZ陶瓷在不同压力条件下晶胞本征参数的变化,为压电型复合材料的应用和开发提供重要的理论基础。　　 本论文工作得到了以下主要结论:　　 首先采用量子化学方法对合成双酚A型环氧树脂的两种主要单体(双酚A和环氧氯丙烷)进行分子结构优化,得到双酚A与环氧氯丙烷的分子轨道结构,可知开环醚化反应时,需要有电子从双酚A分子的HOMO轨道跃迁到环氧氯丙烷分子的LUMO轨道,其中双酚A分子的HOMO轨道中羟基的π轨道与环氧氯丙烷分子的LUMO轨道中环氧基末端C与O原子的反键轨道。σ*对称,但电子流动方向并不合理,所以跃迁禁阻,需要的反应活化能较大,双酚A与环氧氯丙烷之间的开环醚化反应并不易进行,与实验研究相符。　　 根据二步反应法合成双酚A型环氧树脂的反应机理,对合成低分子量的环氧树脂的初始开环、闭环反应过程进行了模拟计算,得到了不同反应的过渡态分子结构及反应活化能,开环反应符合分子间SN2反应机理,闭环反应机理为分子内SN2反应机理。在没有催化剂的条件下,计算得到的开环反应所需的活化能均大于220KJ／mol,闭环反应所需活化能均大于240KJ／mol,说明开环、闭环反应均不易进行,从理论上支持了采用不同催化剂进行二步法进行开环、闭环反应合成环氧树脂的方法的可行性。　　 根据一步法合成环氧树脂的方法,通过密度泛函方法求取反应的过渡态分子结构和反应活化能。在氢氧化钠参与反应的条件下,双酚A钠盐和环氧氯丙烷初始开环反应所需活化能在150KJ／mol左右,反应比没有催化剂时较易进行,但由于所需活化能依然较高,不利于环氧树脂分子链的增长。对脱去NaCl生成环氧基团的闭环反应,加入氢氧化钠后反应所需反应活化能明显变小,与实验值符合的较好,反应易于进行。　　 PbZrO3(:PZ)作为PbZr1-xTixO3(PZT)的基体化合物,在压电性能和铁电性能方面也具有很重要的研究价值。采用第一性原理对PZ立方相和正交相系晶胞结构在压力条件下的的结构进行模拟计算。沿x轴施加不同的力在Pz的晶胞结构上,晶胞系数发生了变化,a值变小,b、c值增大,且立方相晶胞结构中b和c相等；晶胞中O、Pb和Zr原子间的距离发生了变化,原子周围的电荷密度由于原子距离的减小而增大,反之则减小；立方相PZ晶体的能带带隙随压力增大先变小后增大,正交相PZ晶体的能带带隙随压力增大而减小；PZ晶体的态密度在压力条件下峰值向高能级偏移。　　 对压电型复合材料中环氧树脂与PZ晶体表面的相互作用进行了分子反应动力学模拟研究。在环氧树脂聚合物片层结构密度相同的条件下,环氧树脂聚合物的分子量越大,分子的结构越松散,聚合物的分子内势能Et越小,而聚合物表面与相同PZ晶体表面之间的作用能也越小。