材料中不可避免的出现一些缺陷，如间隙原子，它的热力学行为对于材料的性能有着重要的影响，如氢脆断裂、固溶强化等。间隙原子行为，尤其是其溶解与扩散行为，不仅影响金属及其合金的性能，还在扩散、相变、塑性变形等过程中扮演着重要的角色。很多新型功能材料的发展与应用也是利用了这些点缺陷效应对材料性能的影响，比如基于点缺陷弛豫效应的Snoek型高阻尼合金。合金元素加入后，会与间隙原子间发生复杂的交互作用，这种作用影响了间隙原子的行为，进而改变了材料的性能，但是有关合金元素对间隙原子行为的影响作用，目前尚不清楚。本文基于第一性原理，通过构建晶体结构模型，将固溶体中置换原子与间隙原子的弹性和化学交互作用区分开来，并以置换型Nb-Cr-O体系为研究个例，研究了合金元素对间隙原子溶解行为和扩散行为的影响。计算结果显示：在NbCrO体系中，置换原子加入后，由于原子半径和电子结构与基体不同所产生的弹性作用和化学作用对于间隙氧原子溶解焓和其沿着特定路径扩散的能量势垒的改变量都是随着置换型合金元素浓度的改变而变化，但是变化速率不同；当铬含量较低时，铬元素的添加引起的间隙体积减小阻碍间隙原子的溶解与扩散，而电子结构的变化所产生的化学作用则有利于间隙氧原子的溶解和扩散，且这种作用占据主导地位，这就决定了合金元素加入后，氧原子易于溶解和扩散；而当铬含量进一步增加时，间隙体积的减小以及电子结构的变化都不利于间隙氧原子的溶解和扩散，在两者共同作用下，间隙氧原子的溶解焓与扩散势垒显著增加，这就大大阻碍了间隙氧原子的溶解和扩散。上述方法克服了传统实验手段难以分离置换合金元素的存在所产生的弹性作用和化学作用对间隙原子行为（溶解和扩散）的影响，而且能够对其进行量化表征，从而为研究材料中与间隙原子行为相关的性能提供理论指导。