镁合金作为最轻的结构材料,受到了广泛的关注。近些年来,围绕镁合金的第一性原理模拟研究层出不穷,很多极端条件下（高温、高压、腐蚀等）镁合金的性能都可以通过第一性原理去模拟并预测。固溶强化是提升镁合金的一个主要途径,然而,实验中无法精确探知形成固溶体的最优成分与工艺,往往使得实验研究比较繁杂且缓慢。在第一性原理计算中,可以通过合金元素掺杂的方法去研究固溶的过程,在节约成本与时间的同时还能为实验研究提供有用的指导信息。本文主要利用密度泛函理论框架下的第一性原理方法,研究了Al、Zn、Ag和Zr原子掺杂对Mg₂Sn相的结构稳定性、力学性能以及电子结构的影响,表征了掺杂相的结构稳定性与机械稳定性,对比了不同掺杂原子对Mg₂Sn相力学性能的影响;同时,计算了掺杂相的能带结构与态密度以及离子结构,对其金属性与成键情况以及离子特性进行了研究;最后,也对Mg₂Sn（100）表面的稳定性与电子结构进行了研究。主要结论如下:（1）四种掺杂原子都会使得Mg₂Sn相的晶格常数发生变化,其中Zr原子掺杂会使Mg₂Sn相的晶格常数增大,其余三种掺杂原子Al,Zn和Ag都会引起Mg₂Sn相的晶格常数减小。四种掺杂原子使Mg₂Sn相晶格常数变化程度大小次序为:Zr>Zn>Ag>Al;其中,Mg₂Sn0.75Zr0.25结构的晶格常数为最大,Mg₂Sn0.75Zn0.25结构的晶格常数是最小的,此二者晶格常数变化程度最高。掺杂原子对Mg₂Sn相晶格常数的影响规律趋势基本上和掺杂原子半径的大小是一致的,半径越大的掺杂原子的掺杂相的晶格常数也越大。四种掺杂原子都会使得Mg₂Sn的形成焓增大,降低Mg₂Sn的结构稳定性。其中,Mg₂Sn0.75Zr0.25在结构上是不稳定的。（2）掺杂相的弹性常数C₁₁和C₄₄整体上比Mg₂Sn的减小了;而C12比Mg₂Sn的增大了。Mg₂Sn及其七种掺杂相的弹性常数都满足Born机械稳定性条件,由此可知Mg₂Sn及其七种掺杂相在力学上都是稳定的。从柯西压力来看,Mg₂Sn及其七种掺杂相中原子之间主要成键类型为金属键,并且Mg₂Sn及其掺杂相都属于延展性材料。Mg₂Sn及其七种掺杂相的各向异性系数A都不为1,这说明它们都是各向异性材料,而非理想的各向同性材料。在Mg₂Sn及其七种掺杂相中,Mg1.75Zr0.25Sn与Mg₂Sn0.75Al0.25的各向异性特征最明显。四种原子掺杂后,Mg₂Sn的剪切模量呈减小趋势,体积模量基本保持不变,而杨氏模量有略微的降低。根据泊松比σ以及剪切模量与体积模量的比值G/B可得,Mg₂Sn及其七种掺杂相都是延展性的材料。其中,Mg1.75Al0.25Sn的延展性最好。（3）Mg₂Sn及其七种掺杂相的能带结构中均没有带隙,说明它们都呈现金属性,都可以导电。原子掺杂后的体系保持了掺杂前的金属性。从态密度图发现,当原子掺杂后影响了Mg₂Sn在低能区的态密度图,使其增大,并且在掺杂体系中有轨道杂化,体系存在共价键。通过计算离子结构发现Mg₂Sn及其掺杂相中存在电荷转移,掺杂原子也参与了体系的电荷转移,影响了体系的离子特性。（4）Mg₂Sn（100）表面的原子弛豫效果主要局限于最外层的三层原子,Sn原子终结的表面的原子层间距的变化比Mg原子终结的表面的原子层间距变化大。分析两种形式的表面的表面能,Mg原子终结的表面比Sn原子终结的表面更加稳定。Mg原子终结的Mg₂Sn（100）表面和Sn原子终结的Mg₂Sn（100）表面均呈现金属性,两种形式的表面结构中都存在原子间的轨道杂化,说明了共价键的存在。