镍基单晶高温合金具有良好的高强度、耐高温性能,已经发展成为先进航空发动机涡轮叶片的关键材料。服役过程中合金的力学性能是影响部件寿命及人机安全至关重要的因素。因此,镍基单晶高温合金的发展就决定了涡轮叶片的力学性能能否达到现代应用的具体要求。基于此,为了探究镍基单晶高温合金在服役过程中的微观结构演化机理,本文采用分子动力学方法研究了Ni/Ni3Al的力学行为。本文的主要研究内容如下:（1）首先,基于嵌入原子势（EAM）,采用分子动力学方法预测了Ni/Ni3Al的拉伸力学性能。主要研究了γ′强化相的含量、温度和应变速率对Ni/Ni3Al拉伸力学性能的影响。研究结果表明,相比于单晶Ni,γ′强化相可以提高Ni/Ni3Al的抗拉强度。这是因为在塑性变形过程中,随着位错的不断增殖,位错密度逐渐增大,导致位错塞积,增大了位错运动的阻力,提高了抗拉强度。同时发现Ni-10vol%Ni3Al的抗拉强度随着温度的升高呈下降趋势。这是因为大量的FCC原子结构转变为HCP原子结构和其他无序原子排列结构,导致晶格畸变,降低了抗拉强度。研究结果还发现,抗拉强度对低应变速率不敏感,对高应变速率敏感。（2）其次,采用分子动力学方法研究了不同构成成分、剪切速率和温度对Ni/Ni3Al剪切力学性能的影响。对比了单晶Ni、Ni-10 vol%Ni3Al以及Ni-2.76%Al的剪切力学性能,研究结果显示,相比于单晶Ni,γ′强化相对Ni-10 vol%Ni3Al剪切强度的增强效果不明显,Al原子的加入也没有明显提高Ni-2.76%Al的剪切强度。同时发现剪切模量随着剪切速率的增大而增大,剪切强度对高剪切速率不敏感。研究结果还发现,剪切强度和剪切模量随着温度的升高而下降。在10 K至1300 K的温度范围内,当温度超过900 K时,温度对Ni-10 vol%Ni3Al剪切强度的影响较大,可将900 K作为该合金服役温度阈值。（3）最后,采用分子动力学方法研究了纳米裂纹对Ni/Ni3Al拉伸力学性能的影响。通过对比无裂纹与预制裂纹长度为20（?）时Ni/Ni3Al的拉伸力学性能,发现有裂纹缺陷的晶体模型在整个拉伸过程中的拉伸应力始终低于完美晶体模型,并且抗拉强度远远小于完美晶体模型。研究结果显示,当系统中的裂纹长度为10（?）-20（?）时（在我们所研究的范围内）,弹性模量对裂纹长度不敏感,而抗拉强度对裂纹长度比较敏感。研究结果还发现,剪切模量随着温度的升高而下降。与无裂纹模型相比,预制裂纹模型的抗拉强度有很大不同。在10 K-300 K或者超过700 K的温度下,抗拉强度下降趋势较快;但是,当温度在300 K-700 K范围内,随着温度的升高,抗拉强度下降趋势比较缓慢。