航空发动机为了达到超高速、大升限、远航程等要求,引起了其燃烧室温度较高等一些问题,因此发动机热端部件的材料研发成为一个新的研究方向。Ni₃Al金属间化合物作为镍基高温合金的强化相（?’相）,具有良好的高温强度和蠕变强度,其熔点高、密度小等特点使其能够在航空热端部件上得以应用。而Re元素的加入使得高温合金的强度和耐高温能力提高,单晶合金的组织性能也能够得到极大改善。因此本工作基于密度泛函理论的第一原理方法,使用Vienna Ab-initio Simulation Package（VASP）软件探究Re元素掺杂镍铝合金中的?’相Ni₃Al后微观结构和力学性能的变化。关于Re对Ni₃Al微观结构的影响,通过比较Re在Ni₃Al中可能掺杂的三种位置的溶解能,发现Re原子在Ni₃Al中易于替代Al位。Re的掺杂引起Ni₃Al晶格常数小幅度的增大,不会引起严重的晶格畸变。Re主要与近邻Ni原子成键,并使周围Ni-Al键键能降低。通过差分电荷密度图和态密度图分析,Re与近邻的Ni、Al原子存在轨道相互作用,其中与Ni原子的轨道相互作用较大,这是引起Ni₃Al力学性能变化的内在原因。关于Re对Ni₃Al力学性能的影响,利用晶胞应变能与弹性常数之间的关系,计算纯Ni₃Al和掺Re后Ni₃Al的弹性常数和弹性模量,发现Re的掺杂使得Ni₃Al刚性、硬度增强,利用经验判据得出Re能够改善Ni₃Al的韧性。随着掺杂浓度的增加,Ni₃Al晶格常数、刚性和硬度随之增大,但其韧性有降低的趋势。通过建立掺Re前后Ni₃Al的滑移模型和断裂模型,计算了Ni₃Al[11^-2]（111）和[11^-0]（111）两个滑移系下的广义堆垛层错能和断裂能,表明Re的掺杂使得Ni₃Al滑移系不易开动,使得Ni₃Al不易断裂,即强度有所增加。另外计算了Ni₃Al和Ni₃Al-1Re两种体系的热力学性质,表明Re的掺杂使得Ni₃Al晶胞的熵略微增加,自由能略微降低,并且大幅度地增加Ni₃Al在高温下的体弹性模量,同时降低其在高温下的热膨胀系数。此研究将为提高航空发动机涡轮单晶叶片的力学性能提供理论依据。