中文摘要：

结合第一原理电子结构计算方法和热力学方法，建立理论模型研究合金元素对单相TiAl和Ti3Al化合物点缺陷浓度的影响，表征合金元素亚点阵占位行为与点缺陷形成的关系。选择占据Ti、Al和双亚点阵位置的合金元素，根据点缺陷浓度的计算结果，通过调整Ti/Al比和合金元素含量改变合金点缺陷浓度，利用扩散偶测量方法和理论计算，确定占据不同亚点阵合金元素的主要扩散途径，表征合金元素亚点阵占位行为与扩散速率的关系。制备非平衡态（TiAl+Ti3Al）全片层组织钛铝化合物，通过测量Ti3Al相体积含量、合金元素在两相及界面的分布、片层厚度等随时效时间的变化，研究合金元素在双相TiAl合金的界面扩散行为，表征合金元素在两相亚点阵占位行为与界面扩散行为和全片层组织稳定性的关系。以上研究结果可为通过合金化方法提高由扩散和切变机制控制的全片层组织稳定性和改善合金的高温蠕变性能提供理论指导。

结论摘要：

建立一种将第一原理计算与统计热力学相结合求解金属间化合物点缺陷热平衡浓度的自洽方法，使得高空位浓度体系中有序无序转变温度的预测成为可能。利用该方法研究TiAl和NiAl体系化合物的空位缺陷和反位缺陷的形成，给出与实验测量相符的计算结果，并给出晶体结构与点缺陷形成类型的关系；研究了合金元素在TiAl和NiAl体系化合物中的亚点阵占位行为及其对点缺陷的形成和相稳定性的影响，为进一步研究合金元素在有序结构中的扩散方式和扩散速率提供重要依据。利用扩散偶方法研究了合金元素在单相TiAl和Ti3Al中的扩散行为，发现占据Ti亚点阵元素的扩散激活能与Ti元素的扩散激活能相当，占据Al亚点阵元素的扩散激活能与Al元素的扩散激活能相当，而占据Ti和Al双亚点阵的元素扩散激活能界于两者之间。利用自扩散偶方法研究了全片层双相TiAl的界面扩散和组织稳定性，发现在TiAl和Ti3Al相中占据Ti亚点阵的合金元素提高全片层组织的稳定性，抑制等轴组织的生成。以上研究结果对于通过合金化方法控制全片层组织稳定性和改善合金高温蠕变性能提供重要参考。