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本文主要研究了合金元素（Mg、Si、Cu）和界面相Al4C3对SiC/Al界面结合的影响。采用通管滴定法研究800℃、900℃、1000℃三种温度对SiC/Al体系润湿性影响,并且在900℃温度下,研究合金元素（Mg、Si、Cu）的添加对SiC/Al体系润湿性的影响,利用SEM-EDS观察界面微观形貌;采用基于密度泛函理论（DFT）的Materials Studio软件的CASTEP模块建立理想SiC/Al模型,讨论Mg、Si、Cu三种元素掺杂对SiC/Al界面结合影响,用粘着功表征界面的结合强度,通过电子结构分析界面结合的本质;探讨Al4C3形成热力学;利用第一性原理计算方法,研究Al薄膜吸附C原子的过程;构建SiC+Al4C3/Al界面模型,分析界面上生成部分Al4C3时,对界面结合的影响;构建Al4C3/Al界面模型,通过电子结构分析Al4C3/Al结合本质。研究结果表明:SiC/Al体系润湿动力学主要分为三个阶段。800-1000℃温度范围内,SiC/Al体系的初始接触角和最终接触角都随着温度的增加而减小,初始接触角由131°减小到109°,最终接触角由90°减小到50°。随着温度升高,SiC/Al体系界面反应越强烈,生成Al4C3相越多,并且Al4C3相有利于SiC/Al体系的润湿。SiC/Al反应过程中,在整个体系的润湿性是一个动态变化的过程,真实的润湿性可能由SiO2/Al转变为SiC/Al,然后转变为SiC+Al4C3/Al,最后转变为Al4C3/Al。Al（111）面和SiC（001）面是各自低指数面中表面能最小的晶面。在SiC（001）面中,以Si原子为终止面的表面能小于以C原子终止表面,并且以Si原子为终止面的SiC/Al体系界面黏着功小于以C原子为终止面的SiC/Al体系。以Si原子为终止面的Brigde结构是SiC/Al结合的主要方式。Mg、Si、Cu三种元素的掺杂使得界面黏着功增加,界面处原子之间的单位布居数增大,互相成键作用加强,SiC/Al体系更加稳定,并且掺杂后体系黏着功:掺Mg>掺Si>掺Cu>未掺杂。随着掺杂合金原子数量增加,SiC/Al体系的黏着功都呈先增大后减小的变化趋势。Mg、Si、Cu三种元素的添加会使SiC/Al体系初始接触角有所增加,但最终接触角小于纯Al/SiC体系。最终接触角由73°,分别变为61°、67°和63°,说明Mg、Si、Cu三种元素均能改善SiC/Al体系的润湿性。根据Al4C3形成热力学模型计算所得,本文6组实验中都会产生Al4C3相。通过第一性原理模拟Al（111）表面吸附C原子,结果表明:在Bridge位置上吸附C原子最为稳定;随着C覆盖率的增加,C原子吸附能逐渐减小,Al和C原子之间形成共价键和离子键;通过第一性原理计算SiC+Al4C3/Al界面黏着功为1231mJ/m2;C原子在Al表面的吸附会使C原子和Al原子之间形成共价键和离子键,并且使界面处的Si原子同样形成共价键,促进了界面结合。Al4C3（001）面以Al原子为终止面的表面能小于以C原子终止表面,并且以Al原子为终止面的Al4C3/Al体系界面黏着功小于以C原子为终止面的Al4C3/Al体系。并且通过与实验测量Al4C3/Al体系的黏着功比较,以Al原子为终止面的HCP结构是Al4C3/Al结合的主要方式。通过比较三种体系黏着功变化,可以看出Al4C3相的产生会增强SiC/Al体系的界面结合。