Al-Zn-Mg-Cu合金中因所含合金元素种类较多,会形成多种金属间化合物,这些析出相不仅会影响合金的微观组织,对合金性能也有着很大的影响。近年来向Al-Zn-Mg-Cu合金中添加微量元素是合金强韧化的重要途径,添加的微量元素可能会进入合金相中形成掺杂相进而影响合金的整体性能,目前微量元素的添加对合金中中间相的稳定性及力学性能的影响尚不明确。本文则主要通过第一性原理计算和实验方法相结合的手段研究微合金元素对几种金属间化合物材料性能的影响。本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,重点计算了微量合金元素Zr、Ti或Nb的掺杂对Al-Zn-Mg-Cu中θ（Al₂Cu）、S（Al₂CuMg）、η（MgZn₂）相以及Ti或Nb的掺杂对L12结构Al3Zr相的稳定性和力学性质的影响,来对微量元素的添加对高强铝合金中相影响的相关理论计算进行补充,同时为设计高强铝合金中的微量元素的添加种类和含量提供理论指导。并通过实验研究了Al-Zn-Mg-Cu合金中Zr、Ti的存在形式,与计算结果结合分析。主要得到以下结论:Zr或Ti掺杂的θ、S、η相的形成能随着掺杂原子含量的增加而降低,掺杂相的结构稳定性逐渐增加。而Nb元素掺杂θ、S、η相的形成能均升高,相稳定性减弱。Zr、Ti对S、η相的掺杂使得析出相的各弹性模量增大的同时各相异性值有所减小可能对合金起到增强作用。Ti、Nb掺杂L12结构时,体系的形成能随掺杂原子浓度的增加先线性减小后增加,在一定浓度范围内,Ti、Nb掺杂均使L12亚稳相的稳定性增强,有利于提高L12-Al3Zr亚稳相的稳定性。Ti、Nb掺杂具有D023结构的Al3Zr平衡相时,随着掺杂浓度的增加体系的形成能均呈线性增加,对应的相稳定性减弱。Ti掺杂Al3Zr相的杨氏模量E增加,各向异性值减小。向合金中复合添加Zr、Ti,发现两种元素会与Al结合生成L12结构和D023结构的AlZrTi复杂三元化合物,与计算结果相符。另通过实验结果表明Ti在L12-Al3Zr掺杂使得相晶格常数变大,与理论计算结果相符,Ti更容易占据L12相中Al原子的位置。此项发现为纠正长期以来认为Ti在L12-Al3Zr相中占据Zr位的说法提供了理论依据。