铀基金属材料是一种重要的核材料，同时还具备高密度、高强度、高硬度等特点，广泛应用于军事武器、航空航天、能源电力及生物医疗等众多领域。其中，铀基非晶合金由于良好的综合性能，进一步拓宽了其作为结构材料的应用，因此具有重要的研究价值。但铀具有高放射性，导致其实验研究存在巨大风险，因此通过计算机模拟了解其熔体结构及非晶形成过程等就显得尤为重要。本论文在前人研究的基础上，以U-Co合金体系作为研究对象，通过第一性原理计算的方法，探讨了铀固溶体合金的基本性质、U-Co合金系熔体及非晶的结构特征，为其实际应用提供理论指导。　　首先，分析了金属铀的三种同素异晶体α-U、β-U和γ-U的结构，指出U-U之间形成了较弱的共价键，并讨论了其成键特征与其性能之间的关系;分析了Co掺杂对γ-U合金的稳定性和电子性质的影响，结果表明Co掺杂形成了较强的U-Co共价键，从而提高了γ-U稳定性，且当Co原子位于U晶格的四面体间隙时稳定性最强。但是通过计算形成能发现，形成间隙固溶体需要更高的能量。而电子态密度计算结果表明，取代掺杂使得电子态在高能区间的分布减少，降低了U-Co合金的活性，使得其耐腐蚀性提高。　　其次，探讨了三种典型U-Co合金熔体的结构。通过第一性原理分子动力学获得了U50Co50、U67Co33和U86Co14三种成分U-Co合金熔体的平衡态构型，并对其中的拓扑短程序进行了分析，发现U-U偏偶分布函数gU-U(r)第一峰出现了异常的劈裂，推测是由于f电子去局域化造成了部分U原子之间存在着强烈的化学相互作用，由此认为U原子在U-Co熔体中起到了两种不同的作用，即拓扑U原子和化学U原子。而Co原子则更多地作为几何因子发挥作用，其行为和类金属原子相似，在周围形成了棱柱类短程序结构。在此基础上，基于有效密堆团簇模型预测了U-Co合金的非晶形成能力在Co含量位于23.79～32.58％时较高。　　最后，计算了U-Co非晶的结构特征和电子性质，并与几种U-Co晶态合金进行了对比分析，讨论了微观结构和成键特征对非晶合金耐腐蚀性能的影响，阐明了非晶成分变化对其的制约作用。结果表明非晶遗传了熔体的结构特征，且具有更明显的劈裂，U原子的化学序随着U含量的增加而加强，从而对非晶中的化学短程序产生了影响。此外，通过对比U1Co1、U6Co6以及α-U的结构特征，认为熔体-非晶-晶体在本质上具有统一性。结构上，Co含量越高，含有更多Co的U原子中心团簇也越多，降低了高活性的U与外界接触的几率，从而提高了U-Co非晶的耐腐蚀性能;成键特征上，U含量越高，5f电子去局域化越明显，U-U成键也越稳定，从而降低了U的活性，进而改善了U-Co非晶的耐腐蚀性能。所以对于U-Co非晶的耐腐蚀性而言，最佳的U/Co含量是两个因素互相制约的结果。