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安全且环保的聚变能是解决人类能源问题的重要途径。聚变堆正常运行时所产生的高通量中子辐照会使材料发生核嬗变反应,从而引起材料的化学成分发生改变,导致材料力学性能劣化。而合金的弹性性质以及合金化元素所引起的变化对合金的设计十分重要。本论文选取基于密度泛函理论的全电子精确的Muffin-Tin轨道（EMTO）方法和相干势近似为主要研究工具。我们选取两种第一壁候选材料:面向等离子体材料钨和结构材料低活化铁素体/马氏体钢（RAFM）,从原子尺度研究了合金化元素对材料单晶力学性质的影响,阐明了合金组分变化与力学性能的关系,为预测和设计合金提供理论依据。钨合金由于具有高熔点、高导热系数以及低溅射产率等特点成为聚变反应堆面向等离子体的首选材料。为了研究核嬗变反应所产生的杂质元素对材料单晶力学性质的影响,我们研究了嬗变元素Re和Os对W金属的弹性性质及延展性的影响。研究发现Re和Os元素的加入都使体系的平衡晶格常数变小,体模量增大。W1-x-yRexOsy（0≤x,y≤0.06）的多晶剪切模量和杨氏模量随着Re的增加而增加,随着Os的增加而减少。由柯西压、泊松比、体模量与剪切模量比（B/G）以及主滑移体系的解理能与剪切模量比的变化得知:合金的延展性随溶质原子含量的增加而增大。另外,我们还利用简单的经验公式预估了合金化元素对[001]方向上的理想强度和熔点的影响。低活化钢因具有良好的热物理性能和力学性能成为核聚变反应堆中重要的结构材料之一。我们选取三种典型RAFM钢:CLAM/CLF-1、F82H和EUROFER97为主要研究对象,对其主要合金相FeCrWVMn固溶体的单晶力学性能进行研究。我们还考虑了铁磁状态下α-Fe和Fe91Cr9的平衡晶格常数、弹性性能、表面能和不稳定层错能,并与RAFM钢的数据进行对比。为了定量理解合金元素对其弹性常数的影响,我们对单个溶质元素（V、Cr、Mn和W）对Fe91Cr9弹性性能的影响进行了详细的分析,并将弹性常数对组分的变化率分解为电子贡献和体积贡献进行了讨论。我们还利用该变化率结合线性叠加方法计算了 RAFM钢的弹性性质,其结果与第一性原理计算一致。最后,通过Rice的唯像理论和Pugh经验准则对合金的延展性进行了预测。此外,为了研究温度效应对RAFM钢单晶力学性质的影响,结合相干势近似和无序局部磁矩模型,我们研究了顺磁状态下三种RAFM钢的平衡晶格常数、弹性性能以及（110）面和（100）面的表面能。为了理解体积膨胀和磁损失对合金弹性性质的影响,我们对O K下顺磁和铁磁的计算结果进行分析和比较。最后,通过对纯Fe及RAFM钢B/G比和泊松比的研究,我们预测了溶质原子对材料延展性的影响。讨论了温度对纯Fe和CLAM钢延展性的影响并发现:纯Fe的延展性随着温度的升高先减小后降低;CLAM钢的延展性在800 K以下基本保持不变,然后随着温度的升高而增大。作为低活化钢的主要组成部分,Fe-Cr二元合金的力学性质随着Cr原子的变化趋势也是十分重要的。为了研究Cr原子在铁磁状态下α-Fe中的表面偏析行为,运用EMTO方法结合相干势近似,我们对体心立方结构的Fe1-xbCrxb二元合金（100）面和（110）面的表面性质进行研究（xb≤15 at.%）。首先,研究了化学浓度均匀的Fe-Cr合金（100）面和（110）面的表面能和表面偏析能,并且讨论了这些结果对表面合金相图的影响。Fe-Cr合金（100）面的表面化学特征是Cr在低于临界组分（约为9 at.%）时待在体相,高于临界组分时更倾向于在表面富集。相比之下,Fe-Cr合金（110）面Cr含量不存在这种阈值行为,而且Cr几乎是浓度均匀的分布在体相和表面中。两个表面的表面弛豫相比其他bcc结构的过渡金属来说受到了很大的抑制,这主要是由材料的磁性引起的。通过研究发现:在两个表面的端点处,磁性对表面弛豫应力的贡献与表面磁矩的平方密切相关。以上工作主要研究了溶质元素对两种核聚变反应堆材料弹性性质及延展性的影响。最后,为了研究Cr元素在纯Fe及Fe-Cr合金不同表面的分布问题,选择相对稳定的（100）面和（110）面研究了 Cr元素的偏析行为。总的来说,该工作主要集中在成分效应对合金单晶力学性质的影响方面,为将来进一步的实验和理论研究提供理论指导。