点缺陷及原子扩散与材料的制备、热处理、以及蠕变过程有密切关系。研究基于点缺陷的原子扩散微观机制，对优化设计材料性能，改进材料加工工艺有重要指导意义，然而实验上研究点缺陷以及原子扩散是非常困难的，理论计算和模拟正好弥补了实验研究的不足。基于密度泛函理论的第一性原理计算，本论文深入研究了铝合金强化相Al3Sc和Al2Cu中的点缺陷以及原子扩散，主要研究内容如下:　　1、运用第一原理计算研究了纯Al3Sc和过渡元素(TM=Ti，Y，Zr或Hf)掺杂的Al3Sc中的点缺陷及原子扩散。首先计算得到了点缺陷的形成能，结果表明:在极端富Al条件下，VSc的形成能较低，较AlSc更易形成;在极端富Sc条件下，ScAl较VAl更易形成。而在化学配比附近，VAl成为主要的缺陷。然后使用爬坡弹性带法得到了主要扩散路径的最小能量路径。结合点缺陷的形成能和原子扩散的迁移能垒，得到了原子扩散的激活能垒，结果表明:Al原子通过Al空位诱导的最近邻跳跃机制激活能垒最低，是主要的Al原子扩散机制，而其它扩散机制由于具有较高的激活能垒或不稳定的扩散终态，对扩散的贡献非常小。在富Al条件下，Sc原子主要通过最近邻跳跃机制扩散，而在富Sc条件下，反位协助机制更有利于Sc原子扩散。六跳跃机制和次近邻跳跃机制因激活能垒很高，不利于原子扩散。进一步研究了典型的过渡元素(Ti，Y，Zr或Hf)掺杂对原子扩散的影响。掺杂原子与基体原子失配度呈现Zr＜Hf＜Ti＜Y的增加趋势，原子主要扩散机制的激活能垒随着原子失配程度的增加而增加。　　2、运用第一原理计算研究了θ-Al2Cu相中的点缺陷和原子扩散。点缺陷形成能计算结果表明，在富Al条件下，AlCu缺陷较VCu缺陷形成能低，是主要的缺陷类型;在富Cu条件下，CuAl最易形成。通过计算晶格振动的声子谱，研究了零点能对点缺陷形成能量的影响。结果表明零点能对点缺陷形成能的影响较大，但并不能改变点缺陷形成能大小的相对顺序。基于点缺陷稳定性，进一步研究了θ相中的原子扩散。结果表明Al原子的主要扩散机制是次近邻跳跃机制，而Cu原子的主要扩散机制为反位协助机制。