γ-TiAl金属间化合物具有高的抗氧化性、高的熔点、低的密度等优点,已经成为航空、航天及汽车领域极具竞争力的高温合金。但是γ-TiAl的室温脆性极大地限制了它的应用。实验结果表明,合金化是提高其室温塑性的有效手段,但其微观机理人们目前并不清楚。近年来,随着计算机技术和计算材料科学的发展,基于密度泛函理论的第一性原理方法被广泛应用于探索材料学的微观机理。　　 本文用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法计算了合金化前后γ-TiAl的态密度、重叠布居数、弹性常数和差分电荷密度。计算结果表明,在γ-TiAl合金中,p-d极化键的强度、方向性及其所引起的金属键的减少是导致γ-TiAl本征脆性的原因。　　 在γ-TiAl中,合金元素Sc、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W占据Ti位;Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Si占据Al位;杂质元素倾向于占据富Ti八面体位置1。Cr、Mn、V的加入能有效地减少Ti原子和Al原子之间的p-d极化键作用,使键的分布更加均匀化,从而能够改善γ-TiAl的室温塑性,这一结果与实验一致。　　 取代Al位的合金元素减弱了p-d极化键和Al-Al键的强度,并且其与周围Ti原子之间形成金属键,从而使γ-TiAl中的键络分布趋于均匀化。取代Ti原子位置的合金元素影响p-d极化键的能力比较弱,不能削弱Al-Al键的强度。另外,合金化原子与Al原子之间形成的p-d极化键减弱了其与Ti原子之间的形成的金属键的强度。因此,总体上,取代Ti原子位置的合金元素对γ-TiAl的室温塑性的改善作用并不明显。Si能够减弱p-d极化键作用,改善晶体价键分布的均匀性,增加金属键的成分,这些都对改善合金的塑性有利。　　 H的掺杂减弱了p-d极化键,但也减弱了d-d金属键,并且形成强的H-Al键,使得γ-TiAl的塑性恶化。O的掺杂增加了p-d极化键的作用,另外受O-Al键的影响,增加了γ-TiAl的脆性。B、C、N原子的掺杂能够改善γ-TiAl的键络分布的均匀性,减弱了p-d极化键,这两方面都有利于γ-TiAl室温塑性的改善。