基于密度泛函理论,采用第一性原理计算方法研究了C, N, O原子在金属V中的扩散行为.首先,讨论了C, N, O原子在V体心立方晶格中的间隙占位情况,分析了其在间隙位置与V晶格的相互作用,并探究了这种相互作用对金属V电子结构的影响.研究结果表明: C, N, O原子在V的八面体间隙位置更为稳定,并且C, N, O原子的2p电子与V的3d电子之间有比较强的成键作用; C, N, O原子的扩散势垒分别为0.89,1.26,0.98 eV,并得出了其扩散系数表达式;最后,通过阿仑尼乌斯关系图对比了三者在V中扩散系数的大小,并计算出体系温度在500—1100 K之间时其在V中的扩散系数,计算结果与实验值基本符合.