随着现代工业技术的不断发展，工业产品和生活用品逐渐变的微型化且高度精密。作为一种非接触式加工技术，微纳电火花加工技术拥有着超精细，精度高且加工与材料的机械方面性能没有关系等优势，在航空航天、微电子工业、医疗设备、模具制造等领域有着非常广泛的应用，成为了微加工领域的重要组成部分。然而，由于精密加工的要求逐渐微纳化，在通过实验观察现象时，因为微小的放电间隙，且浸没在工作液中，变得非常困难，阻碍着微纳电火花加工机理的研究发展。与此同时，以相似原理、模型分析等为基础的计算机模拟技术在精密加工中得到了广泛应用，为精密加工技术的研究提供了强有力的工具和手段。在以往的研究中，很少有探讨到元素在电极与工件间所起的作用。因此在本论文的工作中，运用密度泛函理论（DFT）的第一性原理和非平衡格林函数的方法（NEGF），对电火花加工中不同电极与工件中碳、铁、铬元素相互作用过程的传输特性进行了研究。主要内容有以下几个方面：第一章，主要介绍了微纳电火花加工技术的发展、原理和特点、分类、常用电极材料以及本论文所要做的工作。第二章，详细介绍了在本论文的研究过程中所涉及到的基本计算方法和理论知识，包括第一性原理计算方法、密度泛函理论、格林函数等。并对本论文在建模计算过程中使用到的ATK软件做了简单的介绍。第三章，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，利用ATK软件抽取碳元素组成工件模型，计算了其在分别外加钨面电极、钨体电极和镍面电极时的传输谱、态密度、能带、总能量以及外加钨面电极时传输特性随距离的变化特性。结果显示所有传输体系的态密度均为连续分布，说明传输过程均为量子化传输，此外传输谱与态密度图中尖峰均一一对应，且能带较宽，离域性较强；外加钨体电极时，电子转移能力强于其它二种情况；镍电极作为加工电极，其加工效果优于钨电极。同时，加体电极时的效果优于加面电极时的效果；外加钨面电极时，随距离增加本征能级不断减少，电子隧穿的可能性降低，其传输概率也逐渐减少。当距离大于0.4nm时，电子几乎不能完全通过，系统处于非正常工作状态。第四章，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，利用ATK软件抽取主要的铁元素组成工件模型，计算了其在分别外加钨面电极、钨体电极、镍面电极、镍体电极时的传输谱、态密度、能带、总能量以及外加钨面电极和钨体电极时传输特性随距离的变化特性。结果显示加体电极时，传输体系的电子转移能力及加工效果要优于加面电极时的情况。另外，当电极与工件间距离大于0.48nm时，钨面电极中电子完全不能通过，处于截止状态；当距离大于0.58nm时，钨体电极中电子完全不能通过，处于截止状态。这些距离可以看做是电极与工件间的极限距离。第五章，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，利用ATK软件抽取铬元素组成工件模型，计算了其在分别外加钨面电极、钨体电极、镍体电极时的传输谱、态密度、能带、总能量以及外加钨面电极时传输特性随距离的变化特性。结果显示加体电极时，传输体系的电子转移能力及加工效果要优于加面电极时的情况。另外，当电极与工件间距离大于0.41nm时，钨面电极中电子完全不能通过，处于截止状态。第六章，对本论文所做的工作进行了总结，并对未来需要进一步研究的内容提出了展望。