形状记忆合金是一类功能材料,表现出形状记忆、超弹性和赝塑性,其物理根源均为高温奥氏体相到低温马氏体相的可逆相变。这些独特性使它们在医学、建筑、微机电系统和航空航天工程等领域都具有广泛的应用前景。Ogawa等人最近的研究成果为轻质镁基形状记忆合金打开了可能性。Sc含量约为20 at.%的MgSc合金具有体心立方（β-bcc）结构,表现出各向同性的塑性行为。而MgSc同样作为一种形状记忆合金材料,对其存在的稳定相结构的研究还不够充分。本文采用密度泛函理论计算,在MgSc合金的立方相、六方相和正交相的不同组分下,分别讨论Sc原子的有序/无序排列、原子个数以及原子堆垛方式对稳定性的影响,从动力学性质的角度,结合力学性质、电子结构和热力学性质研究了相稳定的规律。从力学性质上来看,β相MgSc合金的Sc原子长程有序化对弹性系数的影响显著,在15-25 at.%Sc范围内无序相的力学稳定性较好,但韧性较差。Sc有序化导致合金四方剪切模量变得很小（～4 GPa）,因此Sc有序化可能使得β相MgSc合金出现剪切失稳。从动力学性质上来看,Sc有序化消除了β相Mg81.25Sc18.75和Mg50Sc50合金声子谱中的虚频支,但对于有序的bcc相Mg87.5Sc12.5合金的晶格不稳定是由于合金处于稀释固溶体状态,更可能以合金的六方相结构存在。对立方相而言,在Sc组分15-25 at.%范围内晶格动力学稳定,Sc组分50at.%时只显示有序相（B2）的动力学稳定。在Sc组分20.83at.%以下的区域,六方相和正交相的Cmcm结构都显示动力学稳定。由于MgSc作为一种马氏体相变的模型系统,具有强非谐效应。因此对动力学不稳定的有序bcc相Mg87.5Sc12.5合金,引入了温度依赖的有效势方法,计算了不同温度下的声子谱,当温度升至50K后消除了虚频,并且不同温度的变化会引起部分模式的硬化或者软化。从电子结构上来看,一方面,对于立方相的有序和无序性分析,在Sc组分为18.75at.%时有序化使得虚频消失。有序-无序的费米面明显不同,无序化有清晰的平移矢量出现,费米面的重构使得晶格畸变。并且有序-无序之间的Mg原子和Sc原子的分波电子态密度也明显不同,Sc的合金化使得Mg引入了较强的p-d杂化;另一方面,对于相同原子个数的SQS结构的不同晶相,他们的电子结构在Mg-12.5at.%Sc时区别最大,立方相在费米面附近有明显的高峰,是导致该结构动力学不稳定的原因,而六方相和正交相的Cmcm结构状态接近,并且费米面附近的电子状态数并没有强烈的振荡,也与声子色散表现出的稳定性一致。从热力学性质上来看,通对吉布斯自由能之差和熵变计算的差值,验证了不同组分下立方相的不稳定性,再次证明了bcc相作为MgSc合金的母相,在Sc组分12.5at.%-20.83at.%区域有存在马氏体相为六方相P63/mmc和正交相Cmcm的可能性。除此之外,我们提出在稳定的六方相P63/mmc和正交相Cmcm中,原子堆垛为4H形式会比理想的hcp（2H）稳定。