界面是决定复合材料性能的关键因素，是复合材料研究领域的焦点问题。为了系统的研究金属陶瓷复合材料界面的力学性能，本文首先研究了金属和陶瓷晶粒中晶界原子相互作用力的影响，并建立了适用于小尺度范围的基于范德华力作用的内聚力模型，该模型可以定量的描述以范德华力为主要机制的未完全粘合界面的情况。为了研究层状金属陶瓷复合材料在Ⅰ型和Ⅱ型复合加载模式下的界面裂纹萌生与扩展，考虑了金属层的形，并假定位错初始发射的能量来自于界面裂纹的开裂。为了得到裂纹萌生与扩展的临界应变能释放速率，提出了超位错模型。最后，通过三点抗弯试验对颗粒增强相金属陶瓷复合材料中裂纹的扩展路径进行研究，并利用有限元软件ABAQUS模拟了颗粒增强相金属陶瓷复合材料的应力分布情况。　　本文的主要内容如下:　　(1)由于晶内和晶界的微结构不同，将晶粒看作由晶内和晶界组成的两部分。在两个相互接触的金属与陶瓷晶粒中，忽略晶内原子之间相互作用的影响，只考虑两相对平行晶界之间原子的范德华力作用。在此基础上建立了适用于小尺度范围的内聚力模型。　　(2)金属陶瓷复合材料在复合载荷情况下，基于应力方法考虑两粘接界面的韧性，并假定其中一种材料可以通过位错产生塑性变形，另一种材料是弹性而无位错产生，考虑位错发射对裂纹尖端应力强度的影响。　　(3)为了得到裂纹萌生与扩展的临界应变能释放速率，提出了超位错模型，在此基础上得到了界面分离定律及能量释放率。　　(4)通过三点抗弯试验对具有连续相的Cu/Al2O3和Al/Al2O3复合材料界面进行研究，并在扫描电子显微镜下观察裂纹扩展及断裂特性，研究发现裂纹扩展在两者界面中呈现不同的断裂机理。　　(5)利用有限元软件ABAQUS对上述三点抗弯试验下的Cu/Al2O3和Al/Al2O3复合材料试样进行模拟，得到了试样的应力分布图。　　通过以上研究，得出如下结论:　　(1)根据建立的基于范德华力作用的内聚力模型，研究了纳米金属陶瓷交界面的结合强度。交界面的内聚力强度与内聚能和纳米金属陶瓷的界面原子密度以及范德华力的相关参数有关。模型结果显示，界面距离h和张开位移v对法向内聚应力σcohesive有很大影响，而晶粒尺寸d对其影响不大:切向内聚应力τcohesive与滑移位移u和晶粒尺寸d都有关系。　　(2)裂纹尖端发射的位错会在裂纹尖端产生层错而使裂纹钝化，降低裂尖应力集中，使界面更难达到脱粘所需的拉伸强度。此外，裂纹与发射位错之间的作用力会产生裂尖屏蔽，使得裂尖应力集中小于远场施加外力所产生的应力集中。　　(3)当界面裂纹尖端满足应力分离定律时，界面脱粘就会发生。当能量释放率满足裂纹起裂条件时，裂纹就会扩展。　　(4)通过三点抗弯试验及扫描电子显微镜下观察裂纹扩展发现，在Cu/Al2O3中，裂纹容易在金属相及Cu/Al2O3界面产生;在Al/Al2O3中，裂纹更容易在陶瓷相中扩展。　　(5)在忽略制备过程中金属相与陶瓷相热残余应力情况下通过模拟分析研究发现，两种复合材料中的应力分布类似，但Al/Al2O3所承受的应力集中比Cu/Al2O3大。应力集中最可能出现在三点抗弯受力的三点处及切口金属与陶瓷界面处。