Al-Cu-Mg合金属于高强度低比重变形铝合金,具有较高的比强度和比模量,良好的耐蚀性和优异的高温特性,是一种新型硬质结构材料。但目前对于Al-Cu-Mg合金的结构与性能的微观机理研究仍处于探索阶段。本文运用第一原理的VASP及CASTEP等软件,针对Al-Cu-Mg合金中S相的形核过程、以及θ和θ’相的热稳定性及其弹性模量进行了计算。本文通过计算固溶形成焓研究了Al-Cu-Mg合金中S析出相的形成过程。研究发现：在铝基体中直接用Cu和Mg原子去替代(021)面上的Al原子,然后进行结构弛豫不会得到类S相的结构,但是这种亚稳Cu、Mg原子分布在层错的诱导下可以直接弛豫到与S相类似的结构单元。在Al基体中,两层Cu-Mg原子中间夹两层(021)面上的Al原子的三明治结构表现出高的稳定性。理论计算表明S相可以通过Cu,Mg原子直接替换fcc基体中(021)面上的Al原子而形核；透射电子显微镜观察的结果与理论计算结果一致。随后,采用线性响应方法计算了Al-Cu-Mg合金中θ’-Silcock、θ’-Preston与0相的声子谱和声子态密度,并得到它们在不同温度下的自由能。我们计算得出在0K时,θ相的形成焓加零点能比θ’-Silcock、θ’-Preston高。当温度高于大约450K时,θ相的自由能变得比θ’-Preston相的自由能低。当温度高于大约500K时,θ相的自由能变得比θ’-Silcock相的自由能更低。这个计算结果能很好的解释公认的θ相析出序列,并与大量实验结果一致,即Al-Cu-Mg合金在低于大约200℃下时效最终稳定相是θ’相,只有超过这个温度长时间时效才会出现平衡相0相。在这一部分,我们还通过计算θ和S相的弹性模量而分析了其力学方面的性质。