中文摘要：

WCp/Fe基复合材料具有显著工程应用前景，近年来各种制备WCp/Fe基复合材料的工艺日趋成熟。然而"界面问题"却困扰着众多研究人员，尽管已有部分文献对复合材料介观界面物相组成及元素分布进行过研究，但有关WCp/Fe基复合材料介观界面的具体成形机理目前尚不明确，特别是关于其界面微结构研究至今仍处于起步阶段。本研究通过制备原位自生复合材料以及陶瓷颗粒增强铁基复合材料解决了长期以来制约界面微观分析的瓶颈问题，构型出准确的DFT界面原子结构模型。利用第一性原理揭示了WCp/Fe基复合材料界面原子尺度上Fe原子在WC表面的原子堆垛类型、电子结构、化学键特征、界面结合功以及界面自由能等科学问题，阐明WCp/Fe基复合材料介观界面过渡层形成的本征规律，并为复合材料的界面强度了提供理论解释。WCp/Fe基复合材料界面稳定构型包括C-HCP、W-HCP两种堆垛构型。驰豫优化后C-HCP、W-HCP界面结合功分别为9.7J/m2、5.1J/m2，HCP堆垛界面具有最强的界面结合强度。本项目通过理论与试验研究相结合，获取复合材料界面微结构的可靠信息，为复合材料的界面优化奠定坚实的理论与试验基础。