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镁合金是21世纪工程结构材料中最轻质的合金，具有比刚度和比强度高，韧性好，阻尼减震性强，电磁屏蔽效果好，回收利用率高等优点，近些年来被广泛的应用于生活中各个领域。但是它的强度和高温力学性能不佳，耐腐蚀性弱会大大限制它的应用范围。当今世界资源和能源相对短缺，我国作为世界上镁储量最为丰富的国家，应该从改善这些缺点入手，发挥资源优势，加速镁及其合金的开发和利用。合金化是改善镁合金性能最常用的也是最基本的方法，因此了解镁合金中合金相即固溶体和金属间化合物的作用机理是非常必要的。本文所研究的合金元素为Ca、Sr、Ba、Bi,和,Sb。本文采用第一性原理平面波赝势方法分析了合金元素X(X=Ca、Sr、Ba)掺杂Mg2Si的三种占位情况。由合金系Mg7Si4X，Mg8Si3X，Mg8Si4X的形成热和结合能知，Mg7Si4X更容易形成稳定的化合物，而且合金化能力最强。研究Mg7Si4X的弹性模量发现：Mg7Si4Ca、Mg7Si4Sr为脆性相；Mg7Si4Ba为延性相，塑性最好；掺杂Ca，Sr，Ba使Mg2Si逐渐由脆性向韧性转变。此外，从电子结构方面分析了掺杂合金元素后合金相的成键作用以及结构稳定性。计算并分析了Mg-Sr二元合金中金属间化合物Mg2Sr，Mg17Sr2和Mg23Sr6的弹性性能、热稳定性以及电子结构。结合能的结果表明随着Sr原子浓度的增加，Mg-Sr合金相的结构稳定性逐渐增强。弹性模量的计算结果显示：Mg2Sr和Mg23Sr6是脆性材料，Mg17Sr2为延性材料，Mg17Sr2的塑形最好，其次为Mg2Sr，最后为Mg23Sr6。维氏硬度的大小顺序为：Mg23Sr6, Mg2Sr Mg17Sr2。随着Sr含量的增加，晶体偏离各向同性的程度减小。热力学性质结果为：在298-1000K范围内合金相的热稳定性随Sr含量的增加而减小。从电子结构方面比较了三种金属间化合物的共价键、离子键和金属键的强弱关系。研究了压力对六方D52结构Mg3X2(X=Sb，Bi)化合物结构、弹性性质、热力学性能以及电子结构的影响。形成热和结合能的计算结果表明：0K和0GPa下Mg3Sb2和Mg3Bi2具有弹性稳定性。经计算得出了P-V状态方程、弹性模量（体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E）、泊松比ν和德拜温度ΘD与压力的关系并进行了详细讨论。体积模量B随压力的增加而增加，剪切模量G，杨氏模量E和德拜温度ΘD则呈先上升后逐渐下降的趋势。G/B和泊松比ν的值表明Mg3Sb2和Mg3Bi2是延性相，具有良好的塑性。此外，当压力增加时，延展性和塑性都得到改善。最后，进一步分析了电子行为随压力的变化关系。