ZrC具有面心立方（FCC）的结构,其能广泛应用于航空航天、切削工具以及核反应堆涂层等领域,其中Zr和C原子分别占据晶格点和八面体间隙位。一方面,在使用过程中,因极端环境的影响,处于八面体间隙位的C原子会出现缺失,形成碳空位,影响ZrC的性能;另一方面,碳空位容易被环境中的其他原子（O、B等）占据,从而进一步改善ZrC的性能。本文通过第一性原理方法,从微观尺度分析了碳空位对ZrC的力学和热学性能的影响以及掺杂O、B原子后体系性能的改变。并进一步研究了ZrC/ZrB2复合陶瓷的力学性能,以及空位和掺杂O、B原子对界面力学性能的影响。本文的主要研究工作如下:1.利用第一性原理对理想ZrC、含有碳空位的ZrC0.75以及含有掺杂元素的ZrC0.75O0.25和ZrC0.75B0.25进行了力学性质的研究。发现ZrC0.75的弹性常数、杨氏模量（E）、剪切模量（G）、体积模量（B）以及硬度（HV）等力学指标相对理想ZrC来说都有一定程度的下降。在掺杂O、B原子后,力学性能相比ZrC0.75有一定提升,其中ZrC0.75O0.25的力学性能提升最明显。2.研究了ZrC、ZrC0.75O0.25、ZrC0.75B0.25和ZrC0.75体系在拉伸载荷作用下的力学性能,结果表明:出现碳空位后,体系的拉伸强度明显下降;在掺杂O、B原子后,体系的拉伸强度都有提高,其中ZrC0.75O0.25的强度提升更大。通过ELF分析发现,在出现空位后,空位处的电荷密度的局域化程度减弱,共价特性减小。而掺杂O、B原子后,在O、B原子的周围电荷密度的局域化程度增大,掺杂O后体系的局域化程度提升更大。随着应变增大,ZrC0.75O0.25原子周围的电荷密度的局域化程度较低,在达到屈服后的应力的下降趋势也最大。3.研究了ZrC、ZrC0.75O0.25、ZrC0.75B0.25和ZrC0.75的热学性能,发现随着温度的增大,不同体系的热容、热膨胀系数以及体积模量的变化趋势大体相似。其中,空位的影响,使ZrC0.75的热膨胀系数和体积模量远远小于其他体系。ZrC0.75O0.25的热容略大于其他体系。在温度的影响下,ZrC0.75B0.25的热膨胀系数和体积模量,相较于ZrC0.75都有一定程度的提升。4.对ZrC（100）/ZrB2（10 0）界面的粘附功进行了计算,计算发现具有两层Zr原子的终端（T1）界面粘附功最大,结构最稳定。在理想界面处,本文通过ELF发现在界面处的成键主要为ZrC表面的C原子和ZrB2表面的Zr原子形成的Zr-C键。在对ZrC（100）/ZrB2（10 0）复合陶瓷模型进行拉伸时,应变在0.11时应力达到最大值13.89 GPa。在ε＞0.11时,应力突然下降,应力-应变曲线上没有明显的屈服阶段,界面结构失效。5.研究了ZrC（100）/ZrB2（10 0）复合陶瓷材料在界面处引入碳空位以及掺杂元素时对力学性能的影响。发现在出现碳空位后,体系的拉伸强度有一定的降低。在掺杂O原子后,界面的拉伸强度降低,相较于具有碳空位的ZrC（100）/ZrB2（10 0）的界面结构,其力学性能并没有得到改善。但是在界面处掺杂B原子后,ZrC（100）/ZrB2（10 0）界面的拉伸强度为12.44 GPa,相较于具有碳空位ZrC（100）/ZrB2（10 0）的界面力学性能得到了提升。