碳化硅颗粒增强铝基复合材料（Si Cp/Al）具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度和高刚度、高热导率、热膨胀系数可调等优异物理化学性能,同时其制造工艺简单,成本较低,在航空航天、先进武器装备、电子封装等领域中具有巨大的应用潜力。Si Cp/Al基复合材料之间的界面作为连接增强体Si Cp与基体Al之间的载体,其稳定性是影响复合材料微观特征与宏观性能的关键。本文通过分子动力学模拟方法研究纳米尺度下Si Cp/Al基复合材料的结构演变、结合和润湿情况,探究冷却速率、温度、表面粗糙形貌及基底凹槽间距对异质相界面结构演变及界面稳定性的影响。主要研究内容包括:（1）采用分子动力学方法研究不同冷却速率、保温时间下Al-Al固-液界面和Si Cp-Al固-液界面的微观结构,分析这两种界面的动力学行为和热力学性能。对于Al-Al固液两相结构体系,冷却速率越小,越容易形成热力学稳定性更高的完整的fcc相结构,势能出现突降的现象更明显;对于Si Cp-Al界面C截断和Si截断体系,在保温过程中,界面两侧原子扩散渗透到真空层内,两表面之间的间隙逐渐减小并相互接触直至完全融合在一起,扩散形式表现为表面扩散;在相同的冷却速率下,凝固后Si Cp/Al-C截断体系的界面分离功大于Si Cp/Al-Si截断体系,与其他计算值和实验值相接近。（2）采用分子动力学方法研究Si Cp/Al光滑表面润湿结构体系在不同温度下接触角的变化,对于不同堆垛及截断方式的Si Cp/Al光滑表面润湿结构体系来说,相互作用系数α越大,温度越高,Al液滴与Si Cp基底之间的接触角越小,与实验结果相接近;随着温度的升高,体系相互作用能整体均呈下降趋势;对于不同堆垛方式的Si Cp/Al-C体系和Si Cp/Al-Si体系来说,从整体上看,Si Cp/Al-a-C体系和Si Cp/Al-a-Si体系接触角相对最小,相互作用能最低,表明润湿性更好,体系更稳定。（3）采用分子动力学方法研究Si Cp/Al粗糙表面润湿结构体系在不同温度、不同粗糙形貌表面以及凹槽间距下接触角的变化。对于Si Cp/Al-C截断体系栏栅形和方柱形粗糙形貌表面来说,随着温度升高,体系的接触角整体呈现减小的趋势,体系中Al原子之间的相互作用减弱,Al原子与Si Cp之间的相互作用变强,结合更紧密,润湿性更好,体系更稳定;对于Si Cp/Al-C截断体系凹坑形粗糙形貌表面以及Si Cp/Al-Si截断体系三种不同粗糙形貌表面来说,随着温度升高,润湿性的变化不明显;对于Si Cp/Al-C截断栏栅形粗糙形貌表面体系来说,随着凹槽间距增大,体系的润湿性变好;对于Si Cp/Al-C截断方柱形粗糙形貌表面体系来说,随着凹槽间距增大,体系的接触角整体上较大,接触角的变化没有明显规律,体系润湿性较差;对于Si Cp/Al-C截断凹坑形粗糙形貌表面体系来说,体系整体润湿性较好,接触角随温度及凹槽间距的变化不明显。