晶体的缺陷有三种包括:点缺陷线缺陷和面缺陷点缺陷线缺陷面缺陷对金属及合金的物理和机械性能有显著的影响点缺陷不仅可通过固溶强化影响材料的强度,通过扩散影响时效和析出,还可以通过自身聚集形成其他种类的缺陷,如位错层错等缺陷了解晶体缺陷性能可以更好地从工艺上控制材料的强度变形等力学性能点缺陷性能可以通过第一原理计算获得本文主要研究纯金属的空位形成能间隙形成能及结合能空位和间隙性质的知识对于理解金属和合金的热力学及动力学行为是必要的本文使用第一原理计算模块CASTEP计算了体心立方结构(bcc)金属钒(V)铬(Cr)铁(Fe)铌(Nb)钼(Mo)钨(W)和面心立方(fcc)结构金属镍(Ni)铑(Rh)钯(Pd)铜(Cu)银(Ag)的单空位形成能结合能自间隙形成能总结了这些金属的结合能,空位形成能的变化规律,对每种金属的不同自间隙构型的形成能进行了比较,得到以下结论:(1)使用该方法计算的结合能偏大,原因是孤立原子的能量使用的是超胞计算的结果,而不是单独计算结果本文计算的空位形成能与其他方法计算的结果比较接近(2)对于bcc结构,<110>或<111>哑铃间隙构型能量最低,结构最稳定,与其他方法结论一致;fcc结构的<100>哑铃或八面体构型能量最低,结构最稳定(3)空位形成能Ev大约是结合能E c的1/2-1/4随着E c的增大,E v也变大(4)间隙形成能Ei与体弹性模量B有关,随着B的增大,Ei增大