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过渡金属氮化物具有高硬度、独特的电子和化学性质以及良好的热力学稳定性等。特别是近几年来,钨氮化物因为其良好的物理性能在理论和实验上都受到了广泛的关注,而且大量的理论和实验研究主要集中在具有整数化学计量比的氮化物上。本文采用粒子群优化的算法和第一性原理的计算方法研究了钨氮化物的相稳定性及缺陷对其性能的影响。主要研究结果如下:（1）对于W2N3,通过结构预测和相稳定性的分析,预测出了W2N3的常压相W2N3mC308CM和高压相W2N3oP2062PNMA。通过理论计算得到,实验合成的h-W2N3在力学和动力学上是稳定的,与实验的结论一致。实验合成的r-W2N3在力学和动力学上不稳定,3a格位的W空位降低了晶体中层与层之间的相互做作用,从而导致r-W2N3在力学上不稳定。W2N3mC308CM和W2N3oP2062PNMA在力学和动力学上是稳定的,而且W2N3oP2062PNMA有最大的体积模量（397GPa）和剪切模量（220GPa）,是一种极不可压缩材料。掺O后提高了W2N3在热力学上的稳定性,但是使结构的体积模量和剪切模量减小,进而降低了W2N3的力学稳定性。（2）对于WN,通过结构预测和相稳定性分析,预测出了常压相为WNcP6221PM-3M,高压相为WNmC88CM和WNhP4194P63/MMC。WNcP6221PM-3M、WNmC88CM和WNhP4194P63/MMC在力学上稳定,WNhP4194P63/MMC具有最大的体积模量为428GPa,同时WNcP6221PM-3M和WNmC88CM也有很大的体积模量,分别为390GPa和378GPa,表明WNhP4194P63/MMC、WNcP6221PM-3M和WNmC88CM都是极不可压缩材料。WNcP221PM-3M和WNmC88CM在动力学上是稳定的,但是WNhP4194P63/MMC在动力学上是不稳定的。对于O掺杂对WN物理性能的影响,我们得到结论,O的掺杂在提高WN的热力学稳定性的同时降低了WN的力学性质。（3）对于WN2,通过结构预测和相稳定性分析,预测出了常压相和高压相均为WN2hP6194P63/MMC。WN2hP6194P63/MMC在力学和动力学上是稳定的,具有非常大的体积模量（395GPa）和剪切模量（252GPa）,是一种极不可压缩材料。从其能带和态密度看出在费米能级的附近出现了带隙,其禁带宽度为1.325eV,WN2hP6194P63/MMC是一种半导体材料。掺入O的晶体结构的晶格常数和单个原子的体积变化不大,但是其弹性常数、体积模量和剪切模量变小,O原子的掺入降低了WN2hP6194P63/MMC的力学性能。（4）对于WN3,通过结构预测和相稳定性分析,预测出了常压相为WN3tP4123P4/MMM,高压相为WN3tP81P1和WN3oC1663CMCM。WN3tP4123P4/MMM、WN3tP81P1和WN3oC1663CMCM在力学上是稳定的,并且WN3tP4123P4/MMM和WN3oC1663CMCM在C33方向表现出了非常好的弹性性质,WN3tP81P1的声子色散曲线不收敛,WN3oC1663CMCM在动力学上是稳定的,WN3tP4123P4/MMM在动力学上是不稳定的。O原子的掺入提高了WN3的热力学稳定性的同时降低了其力学稳定性。