本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了合金元素Ag的加入对α-Nb₅Si₃结构稳定性、机械性能和热力学性质的影响。形成焓计算表明,α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃化合物都是热力学稳定的,Ag原子更倾向于替代Nb^4c位置而不是Nb^16l位置。随着Ag含量的增加,α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃化合物的弹性模量和理论维氏硬度降低,但根据Pugh定律（B/G）、泊松比、柯西压力、Peierls力和应力应变响应的结果,它们的韧性得到了提升。用不同的各向异性指数和普适各向异性因子来表征α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃化合物的弹性各向异性,结果表明Ag的加入使α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃化合物的弹性各向异性略有提高。Ag合金化使α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃化合物沿c轴和a轴方向的线型热膨胀系数（LCTE）增大,但是热膨胀各向异性减小。态密度和差分电荷密度图的分析表明,韧性改善的原因主要是合金元素Ag的加入降低了Nb-Si共价键的强度。基于计算结果,我们利用双阴极等离子溅射技术在钛合金表面制备了α-Nb₅Si₃、α-(Nb_0.95Ag_0.05)₅Si₃和α-(Nb_0.9Ag_0.1)₅Si₃三种涂层。XRD测试表明,三种涂层的相组成都为单一的α-Nb₅Si₃相。涂层横截面SEM表明涂层表面组织致密均匀,没有发现裂纹、孔洞等任何缺陷,涂层与基体之间的结合紧密,涂层厚度均为12¹5μm。TEM分析表明所制备α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃（x=0,0.05,0.1）纳米晶涂层都由晶粒尺寸在纳米级的球形晶粒组成。采用电化学测试方法研究了三种涂层及基体在模拟体液Ringer’s溶液中不同浸泡时间条件下的耐腐蚀性能。电化学实验分析结果表明:在模拟人体体液中,所制备的三种涂层的耐腐蚀性能较Ti-6Al-4V有显著的提高,且随着浸泡时间的延长他们的耐腐蚀性能基本保持不变。抗菌实验结果表明,基体和α-Nb₅Si₃涂层都没有抗菌性能,细菌都能正常的生长繁殖,Ag合金化后的α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃涂层对细菌生长有良好的抑制作用,24h后杀菌率几乎都能达到100%。生物相容性的研究表明,三种纳米晶涂层在Hank’s溶液中浸泡15天后,涂层表面有絮状磷灰石层形成,这有利于提高涂层材料在生物活体中骨整合性能。细胞毒性的测试结果显示出α-(Nb_0.9Ag_0.1)₅Si₃涂层对细胞生长有轻微的抑制作用,但三种涂层都无细胞毒性。因此我们制备的α-(Nb_1-xAg_x)₅Si₃涂层有良好机械性能、抗菌性能和生物相容性,且对人体细胞无毒性,能够在改善人体移植钛合金材料缺陷方面提供良好的帮助。