在固体材料中，扩散是实现物质传输的唯一方式。材料在生产使用中的许多现象及材料的某些性能都与扩散密切相关，如合金中的固态相变、冷变形金属的回复与再结晶、凝固、偏析、沉淀、粉末冶金的烧结、均匀化退火及氧化、蠕变等。因此，阐述扩散宏观定律及微观机制，了解影响扩散的重要因素，以此为基础深入研究扩散行为具有理论与现实的双重意义。本文应用改进分析型嵌入原子法(MAEAM)结合计算机模拟计算了七种体心立方(BCC)过渡金属、Cu<,3>Ag不可溶合金自扩散过程中的能量，理论分析了金属间化合物NiAl中Ni的自扩散行为和Pd(001)表面的空位形成能、迁移能和自扩散激活能。从能量最小化出发，对纯金属和合金系统体内空位择优的迁移机制以及表面最土层和表面附近层上空位的择优迁移机制做了详细的分析。得出以下结果： (1) 计算了体心立方过渡金属Fe、W、Mo、Cr、Ta、Nb和V自扩散过程中的能量，对最近邻(NN)、次近邻(NNN)和第三近邻(TNN)三种扩散机制，其能量曲线均为对称曲线且能量的最大值均位于各自扩散路径的中点。对应NN扩散的激活能最低(迁移能也为最低)，因此，体心立方过渡金属中的最可几扩散为单空位最近邻扩散。 (2) 在Cu<,3>Ag有序化合物中，Cu空位的形成能比Ag空位的形成能要低，所以在Cu<,3>Ag有序化合物中，Cu空位的平衡浓度要比Ag空位的高。比较四类Cu空位迁移和三类Ag空位迁移所需的迁移(或激活)能，可以确定对Cu空位最可几的迁移机制是NN跳；对Ag空位是直[010]六步跳循环(6JC)。由于较低的自扩散激活能支配着扩散过程，Cu空位NN跳的激活能要比Ag空位直[010]6JC的激活能低，可以确定在Cu<,3>Ag有序化合物中，前者为更有利的迁移机制。相应地，可以得出下面结论：对Cu<,3>Ag有序化合物，最可几的迁移机制是富Cu空位的NN跳。计算了NiAl中五种Ni扩散(NNN跳、[110]6JC、直[100]6JC、弯[100]6JC和三缺陷扩散)的形成能、迁移能和激活能。结果表明由于三缺陷扩散机制在五种扩散机制中所需要的迁移能(或激活能)最低，所以Ni扩散主要由三缺陷机制决定，这与Frank等人得出的结论一致<[18]。 (3) 结合分子动力学(MD)和改进分析型嵌入原子法(MAEAM)，对Pd(001)表面前六层中单空位的形成能、层内和层间自扩散的激活能进行了研究。结果表明表面单空位在第一层上的形成能最低，位于第二层时的形成能最高。对空位的层内迁移，其空位激活能按第一、第二和第三层的顺序增加，第三或第四层的比体内的值要稍微大一些，第三层的最大。对于空位在层间的迁移，一个单空位向上面原子层迁移时的自扩散激活能随着空位由第三层向第一层而减小。另一方面，空位向下面原子层迁移时的自扩散激活能随着空位由第一层向第三层而增加。通过比较一个空位的自扩散激活能的相对大小，空位分别在第二、第三、第四或第五层时的本层中迁移、向上一层的迁移和向下一层的迁移，我们发现对Pd(001)面，第二层上的空位最容易向第一层迁移。然而，第三、第四或第五层内的单空位由于向上层迁移时的自扩散激活能要比在层内和向下迁移时的激活能大，故不易向上面层迁移。在第五层以下，三个方向的扩散激活能近似等于体内值，这与实验数据符合的很好，这表明表面仅对位于前五层内空位的形成能和迁移能有影响。