金属Mg由于具有密度低、比强度高和弹性模量大等特点，而被人们认为是一种具有广泛应用前景的结构材料。然而由于其为密排六方结构，滑移系统数量有限，导致其塑性差，严重地限制了其应用。许多科研工作者通过细化晶粒和合金化等方法来提高Mg的性能。其中合金化不但能够改善Mg合金的塑性，而且还可以提高其强度，因此，合金化被认为是一种提高Mg合金综合性能的有效途径。大量的实验结果表明，向Mg中掺杂Al和Sn能够显著的改善其室温塑性。但是其塑性机理还不清楚。而广义层错能（Generalized stacking fault energy, GSF energy）能够表征滑移系统启动的难易程度，因此研究合金元素掺杂对于Mg合金中常见滑移系统的广义层错能影响是十分必要的；另外，金属间化合物Ti₅Si₃也具有许多优良的特性，但是由于其与Mg一样为六方结构，导致其室温脆性较差，限制了其应用。为了能够改善其室温脆性和断裂韧性，科学研究者尝试使用了晶粒细化、复合化和合金化等方法。其中，合金化被认为是一种有效的改善其韧性的方法。而柱面滑移系统{11|-00}[0001]的临界剪切应力最低，因此被认为是Ti₅Si₃中最容易启动的滑移系统。因而，研究合金元素掺杂对于该滑移系统的广义层错能的影响，对于合金元素的选择至关重要。随着计算机技术飞速发展，人们开始通过计算机模拟技术进行科学研究工作。其中基于密度泛函理论的第一原理的计算方法被人们认为是一种研究固体材料性能和微观电子结构的有力工具，并在陶瓷、半导体和金属等材料的研究当中取得一定成果。本文采用第一性原理的计算方法研究了向纯Mg中添加Al和Sn元素对于基面滑移系统{0001}<112|-0>、柱面滑移系统{101|-0}<112|-0>及{112|-0}<101|-1>和锥面滑移系统{101|-1}<112|-0>、{101|-2}<101|-1|->和{112|-2}<112|-3>的广义层错能的影响；另外，还使用该计算方法，通过形成焓的计算研究合金元素在Ti₅Si₃的占位规律，并通过计算广义层错能，研究不同合金元素（Sc、Y、Zr、V、Cr、Cu、Mn、Fe、Co和Ni）的掺杂对于{11|-00}[0001]滑移系统的影响。Mg合金的计算结果表明： Al和Sn元素的添加可以降低基面滑移系统{0001}<112|-0>、锥面滑移系统{101|-1}<112|-0>和{112|-2}<112|-3>的非稳定层错能(γ_us)，从而促进基面滑移系统{0001}<112|-0>的启动，有利于锥面滑移系统{101|-1}<112|-0>和{112|-2}<112|-3>的激活；Al和Sn元素的掺杂使锥面滑移系统{101|-1}<112|-0>的γ_us低于柱面滑移系统{101|-0}<112|-0>，并使其成为Mg₁₃₉Al₄Sn₁中的第二主要滑移系统；基面滑移系统{0001}<112|-0>的γ_us的降低有利于位错扩展并阻碍交滑移产生，从而促进变形孪晶的形成。Ti₅Si₃的计算结果表明：合金元素的原子半径大小决定其在Ti₅Si₃中的占位，即原子半径大于Ti的元素优先占据Ti6g位置，而原子半径小于Ti的元素则优先占据Ti4d位置，另外，合金元素在Ti₅Si₃中的占位与元素有无磁性无关；掺杂原子半径大于Ti的元素（Sc、Y和Zr），只有Y的添加可以降低柱面滑移系统{11|-00}[0001]的γ_us；而掺杂原子半径小于Ti的元素（V、Cr、Cu、Mn、Fe、Co和Ni）都可以降低γ_us，尤其是添加原子半径小于1.25的元素其效果更加显著；对于原子半径小于Ti且无磁性的元素（V、Cr和Cu），原子半径越小，其降低滑移系统的γ_us的效果越明显，而原子半径小于Ti的磁性元素（Mn、Fe、Co和Ni）则无此规律。因此，磁性对于元素降低γ_us的能力有一定的影响。