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由于活性元素(REs)掺杂对提高热障涂层(TBC)的热循环寿命起到了明显的作用，活性元素对TBC体系α-Al2O3/β-NiAl界面的结合能和结合强度影响的研究引起越来越多的关注。然而，因为实验的困难和理论上界面建模的复杂性，对基本机理的理解并不完善。为此，在本文中，我们综合了第一原理计算和针对性的实验来强调不同活性元素掺杂对α-Al2O3/β-NiAl界面的结合性、稳定性和机械强度有明显增强作用的物理起源。结论 表明，界面处O-RE-Ni化学键对的形成为界面提供了一个更高的机械强度，可以有效阻碍界面的剥离。在机械载荷下，界面失效最初出现在NiAl层和与它相邻的氧化层的Al层。通过对比几种典型的活性元素，可以看出Hf掺参杂不仅具有最大的界面结合能，而且有最高的机械强度，实验结果与计算相符。通过提高RE掺杂浓度，强化作用也随之增加，但其作用受限于固溶度。这些结果解释了活性元素对α-Al2O3/β-NiAl界面稳定性和界面结合、强度的影响，通过化学键拓扑和电子结构的研究为界面设计提供了理论指导。