镁合金是最轻的金属结构材料。由于具有密度小、高比强度、高比刚度、优良的导热性和导电性、良好的尺寸稳定性、电磁屏蔽性和易于回收等特性,镁合金越来越受到人们的关注。过去几十年,镁合金广泛应用于电子、汽车和航空航天等领域。然而,由于纯镁金属本身易氧化、易燃烧以及有限的高温力学性能,使得经济实用型的镁合金在现代工业领域的应用仍很有限。因此提高镁合金的室温和高温强度是镁合金研究中要解决的首要问题。大量实验和理论研究表明,在镁合金中加入稀土元素可以明显改善镁合金的机械性能。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究Mg-Al-Ce与Mg-Y-Zn合金沉淀相的力学性能。　　1.为了验证计算方法,首先计算了陶瓷材料(Cr0.5V0.5)2GeC的力学性能参数,计算得到的晶格参数符合实验和理论数据。获得了材料的独立弹性常数,进而分析了材料的韧性、刚度和可压缩性力学性能,并对各向异性进行详细讨论。电荷密度和态密度表明(Cr0.5V0.5)2GeC是共价键和离子键的混合结构。并揭示出(Cr0.5V0.5)2GeC中由于Cr5d、V4d和C2p电子态杂化形成比Cr2GeC和V2GeC更强的Cr-C与V-C共价键,它们的共存使得(Cr0.5V0.5)2GeC的体模量更高。　　2.实验表明镁铝合金中掺入Ce元素形成的Al2Ce、Al4Ce和Al11Ce3三种沉淀相能增强合金力学性能。因此,Al2Ce、Al4Ce和Al11Ce3的弹性常数和电子结构研究是必要的。计算得到的晶格常数与实验数据一致。结合能和形成焓表明三种沉淀相都具有稳定的晶格结构。并对它们的弹性常数及重要力学参量(体模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比ν)进行了详细分析。态密度和电荷密度分布揭示出Al-Ce与Ce-Ce共价键的共存是增强合金力学性能的内部因素。　　3.Mg-Y-Zn合金中的特殊相可以提高合金力学性能。目前Mg-Y-Zn合金中发现的五种长周期结构6H、10H、14H、18R和24R能够明显增强合金的力学性能,这为发展高强度镁合金提供方向。这里研究10H型长周期结构的微观组织结构特征。结果表明加入的Y与Zn原子在最稳定的10H长周期结构中关于原子层C6呈对称分布。最稳定的10H长周期结构ABACBCBCAB不产生晶格畸变,其它亚稳态10H结构的晶格畸变可能源于Zn元素不对称的分布。所得态密度(DOS)揭示了镜面对称是最稳定10H长周期结构的基本属性。