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Laves相TaCr2是一种潜在的新型高温结构材料,但是Laves相TaCr2通常呈现出较差的室温脆性,这极大地限制了其工业化应用。本文采用密度泛函理论的平面波赝势的第一性原理方法对Laves相TaCr2在C14、C15和C36三种几何结构下的晶格结构和在C15-TaCr2中添加M（M=Zr、W、Ru、V、Nb）合金不同原子百分比浓度三元相的相稳定性、电子结构和力学性能进行研究,并对C15-TaCr2沿<001>、<110>和<111>方向的理论拉伸强度以及{111}<112>方向的理论剪切强度进行分析,探索揭示Laves相TaCr2化合物的塑性变形机制,为最终改善TaCr2合金的室温脆性以及设计新型Ta-Cr高温合金提供理论依据。首先,采用第一性原理方法对C14、C15和C36三种结构下的Laves相TaCr2进行几何优化,并计算三种结构的电子结构和力学性能。计算获得的C15、C14和C36结构的平衡晶格常数与实验值吻合良好。对计算的生成焓、结合能以及电子结构分析可知,其中C15结构合金化能力最强,相稳定性的大小为:C36<C14<C15。三种结构的价电子极少部分处于反键态,而主要处于成键态。然后,对添加或掺杂合金元素M（M=Zr、W、Ru、V、Nb）的C15-TaCr2的晶格占位方式进行计算。根据占位情况,掺杂不同原子百分比浓度M元素到C15-TaCr2来计算其晶格结构和力学性能。对晶格占位能分析可知,Zr和Nb元素倾向于优先占据Laves相C15-TaCr2中Ta原子的晶格位置,而W、Ru和V都倾向于优先占据Cr原子的晶格位置。通过分析掺杂原子百分比浓度为4.17%的M元素后各三元相与C15-TaCr2费米能级的费米能值得出相稳定性的大小为:Ta7Zr Cr16<Ta8Cr15Ru<Ta8Cr15V<Ta8Cr16<Ta7NbCr16<Ta8Cr15W。同时,还发现掺杂元素W和Nb后使C15-TaCr2的越难被压缩变形,而Zr、Ru和V元素的添加使C15-TaCr2的越容易被压缩变形;掺杂Zr、W、Ru、V和Nb元素都可以降低C15-TaCr2的脆性,添加少量这些合金可能对硬度影响不大;掺杂Zr、W和V元素时使C15-TaCr2的各向异性程度减小。计算不同原子百分比浓度三元相的力学性能得出改善C15-TaCr2的脆性效果最佳的元素是W元素,并且掺杂浓度在12.50%20.83%之间时效果最好。最后,计算压力下Laves相TaCr2化合物的相变情况和C15-TaCr2沿<001>、<110>和<111>方向的理论拉伸强度以及{111}<112>方向的理论剪切强度。结果表明施加压力C14、C15和C36-TaCr2的脆性逐渐减小,从计算的0150 GPa压力下TaCr2各结构生成焓得出C15转变C14结构的第一个相变压力约为10GPa,C14向C36转变的第二个相变压力约为105GPa。C15-TaCr2沿<001>、<110>和<111>方向理论抗拉强度分别约为35GPa、36GPa和38GPa,此时对应的应变量为13.47%、19.31%和16.95%,在{111}<112>方向的理论剪切强度约为36GPa,应变量达到41.3%。结果表明沿{111}<112>方向的剪切强度高于在<001>方向的拉伸强度,可能导致C15-TaCr2沿<001>方向易发生脆性断裂。