中文摘要：

稀土镁合金的研究开发是材料科学与工程领域的研究热点。我国镁和稀土资源丰富，将资源优势转化为经济优势必须改变镁合金的基础理论研究远远落后于实际合金化需要的局面。镁合金的合金强化、耐热性、耐蚀性等问题使得其合金化机理研究成为急需解决的关键科学问题。从原子尺度模拟研究合金化过程有利于从微观上认清其合金化机理。第一原理方法对复杂合金系统的模拟计算难以应用，合适的描述原子间相互作用的经验多体势是推进这一研究

结论摘要：

构建与优化了稀土元素RE (RE= Pr,Y,Ce,Nd,Gd,Dy)的改进分析型嵌入原子多体势和Mg-RE的合金势。通过原子模拟发现Mg-RE (Pr, Nd, Ce, Gd) 二元合金系中金属间化合物的振动态密度随温度升高逐渐向低频方向偏移，低频部分主要来自稀土原子的贡献，高频部分来自Mg原子的贡献，总态密度主要来自稀土原子的贡献；在镁稀土金属间化合物中，较强的相互作用发生在异类原子对间。合金的弹性常数主要来自玻恩项的贡献，随温度的升高而降低。在基体镁中固溶Gd, Dy和Y时，合金化稀土元素增强基体镁的强度，同时固溶Al和Gd, Dy, Y时，稀土元素会优先与Al结合形成合金。稀土元素含量增加合金晶格常数增加, Al含量增加合金晶格常数降低。合金化元素Gd和Al使基体镁的强度增强。在Gd的含量一定时，合金的体模量随Al含量的增加而降低，这主要是Mg17Al12的作用。同时利用第一性原理VASP对B2-MgRE的弹性常数和脆性进行了系统的分析和讨论，发现成键表现出强烈的方向性，从而呈一定的方向性和脆性。本项目在JCP、EPJB等国际期刊上发表有基金号标注SCI论文8篇。