阻氚涂层是聚变堆氚持续供应与氚安全防护领域的关键科学与技术问题之一。氢和氢的同位素具有易迁移特性,会滞留在装置重要部件的表面及体相中,滞留在材料中的氚会严重影响材料性能,氚的流失对环境污染巨大。所以阻氚涂层的研究十分必要。但由于阻氚涂层的工作环境恶劣,且影响其性能的因素多;现在阻氚涂层研究大多集中在制备和测试,鲜有探究氢和氢的同位素在其中的扩散机理。本实验基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,结合过渡态搜索的方案,探究氢在氧化铝/磷酸铝复合阻氚涂层界面处存在的位置以及扩散的途径,进而推测其阻氚性能。主要内容包括:（1）利用X射线衍射方法得到了氧化铝/磷酸铝涂层衍射图样,进而分析得到其中氧化铝和磷酸铝的晶相结构分别为α-Al₂O₃和α-AlPO₄,然后建立13种可能的α-Al₂O₃和α-AlPO₄复合界面的超胞模型。通过第一性原理方法弛豫得到最终界面晶体结构α-Al₂O₃（0001）/α-AlPO₄（0001）。（2）利用密度泛函理论,采用PW91-GGA交换关联能函数,计算了H在α-AlPO₄内部的两个稳定吸附位和一个亚稳定吸附位。并利用搜索过渡态的方法计算了H在α-AlPO₄内部扩散的能垒。得到了H在α-AlPO₄内部是以旋转的方式扩散。（3）利用密度泛函理论,计算得到α-Al₂O₃（0001）/α-AlPO₄（0001）界面区间H原子的9个稳定吸附位;然后利用过渡态搜索,得到了H原子在这9个稳定态之间的14个过渡态能垒。并由分析能垒高低得到2条H原子在界面的扩散路径,解释了H原子在α-Al₂O₃（0001）/α-AlPO₄（0001）界面的扩散机理,预测了H原子在界面处的扩散难易程度。本文揭示了α-Al₂O₃（0001）/α-AlPO₄（0001）复合阻氚涂层界面处氢的扩散规律,模拟结果预测α-Al₂O₃/α-AlPO₄复合涂层的阻氚能力在α-Al₂O₃和α-AlPO₄之上。基于阻氚涂层的阻滞氢渗透机理的认识,为以后更深入评价涂层的防氚渗透性能提供数据支持和理论指导,也为今后阻氚涂层的设计以及评价提供理论依据。