拥有密度小、比刚度和比强度较高、电磁屏蔽能力强、回收容易等优良性能的镁合金以及镁铝合金是一种良好的轻质结构材料,现在已经被广泛应用在航空航天、电子、汽车等行业中。然而,由于镁合金本身拉伸强度有限、延展性差、易燃烧以及高温抗蠕变能力有限,使得在现代工业领域中经济实用型的镁合金应用市场仍然十分的有限。为进一步提高这些镁合金的机械性能,人们进行了大量的实验探索,实验研究表明,添加稀土元素可以明显增强镁合金的力学性能。然而,目前大部分关于稀土镁合金的工作仅限于实验研究,在理论研究方面还是比较少,尤其是缺少对镁合金的塑性变形机理的研究。最近几年,基于广义平面层错能来研究面心立方体结构合金的形变机制已经引起了人们的广泛关注。为此,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了Al-Mg-Sc合金相的形变机制和力学性能,此外还就稀土元素对纯镁基面层错及一些力学性能的影响做了研究和讨论。论文主要内容如下:1.利用第一性原理的方法计算了Al-Mg-Sc合金中的二元面心立方结构相Al₃Sc和Al₃Mg的广义平面层错能曲线,并得到了三层厚度的层错是最小的孪晶核,这与Mahajan等人的报道相一致。并对Al₃Sc和Al₃Mg的孪晶化能力进行了比较研究。同时计算了Al₃Sc和Al₃Mg的表面能,并且根据Rice判据来分别判定它们延展性的强弱。计算的态密度和电荷密度从微观上进一步揭示滑移过程中的形变机制,结果表明:由于电荷密度在层错处发生了剧烈的变化以及价电子存在着轨道杂化作用,从而导致了Al₃Sc和Al₃Mg具有较高的层错能,因此发生位错形核较困难。2.通过密度泛函理论的计算,分别得到了添加Y,Sc,Nd,Eu和Er之后的镁合金最容易滑移面上的广义层错能曲线,结果表明:这些稀土元素明显的降低了纯镁的层错能,尤其是不稳定层错能,从而使得发生外延型部分位错的趋势变的更强了,同时也使镁合金的延展性变的更好。利用Rice判据可知添加Eu之后,镁合金的延展性最好。