本文应用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对SiC增强Al基复合材料中的界面产物MgAl₂O₄的表面结构、SiC（0001）/MgAl₂O₄（111）界面、Al（001）/MgAl₂O₄（001）界面进行了系统的研究。分别研究了不同终端结构的MgAl₂O₄（111）表面结构的弛豫结果、表面能、表面巨势、电子结构以及不同结合方式的SiC（0001）/MgAl₂O₄（111）界面和MgAl₂O₄/Al界面结构的弛豫结果、分离功、电子结构,全面的阐述了界面产物MgAl₂O₄自身性质和异质界面结合性能,解释界面结合机制,为实验提供理论依据。第三章节首先研究了界面产物MgAl₂O₄与MgO、Al2O3晶体结构以及电子结构上的联系,MgAl₂O₄的带隙宽度处于Al2O3和MgO之间,与MgO和Al2O3相比,MgAl₂O₄的导带宽度变窄,电子传输能力相对MgO和Al2O3较弱。形成能为-0.20eV,说明MgAl₂O₄可以由MgO和Al2O3合成。第四章节研究了MgAl₂O₄（111）表面性质,计算了8种MgAl₂O₄（111）表面结构的弛豫、表面能、不同环境下的表面巨势、表面结构的分波态密度、原子电荷布局。计算结果表明:MgAl₂O₄（111）表面原子弛豫主要发生在表面3层原子,O2（Mg）和Al（O）终端表面有大的表面能,容易和其它化合物结合,也就是说在其表面生长化合物更容易。在贫O和贫Al环境中,Mg（Al）终端表面是最稳定的表面结构,它的互补面O2（Al）终端表面在富O和富Al环境稳定。MgAl₂O₄（111）近表面原子的态密度和原子布局与对应的MgO（111）和Al2O3（001）表面结构的原子的态密度和原子布局有相似的性质。第五章节搭建了一系列SiC（0001）/MgAl₂O₄（111）界面结构,分析了SiC（0001）/MgAl₂O₄（111）界面的分离功、结构优化、界面能和界面电子结构,结果表明:C/O（Mg）和Si/O（Mg）界面分别在C终端和Si终端界面中具有最大的分离功,C/O（Mg）界面结构在所有界面结构中是结合最稳定的界面。而且不仅第一层原子种类影响界面结构分离功的大小,第二层原子种类也能影响界面结构分离功的大小,第一层原子对其的影响更大。电荷密度,差分电荷密度,态密度表明C/O（Mg）界面结构的界面C和O原子形成了强烈的非极性共价键,Si/O（Mg）界面结构的界面Si和O原子形成了相对弱的极性共价键和少量离子键。第六章节研究了Al（001）/MgAl₂O₄（001）界面结构的分离功、结构优化和界面电子结构。研究表明:分离功都是随界面距离的减小而增大,AlO/Al顶位界面结构的分离功最大,是最稳定的界面结构,而且界面原子重构较为剧烈。AlO/Al顶位界面结构在界面处形成了相互作用较强的共价键,而AlO/Al中心位,Mg/Al中心位和Mg/Al顶位结构在界面处形成了较弱的离子键和金属键。通过对SiC（0001）/MgAl₂O₄（111）和MgAl₂O₄/Al两种异质界面的研究,我们发现SiC（0001）/MgAl₂O₄（111）界面中的C终端C/O（Mg）界面有最大的分离功,高达13.48J/m2,Si终端的Si/Mg（Al）界面的分离功最小值为2.81J/m2,但是Al（001）/MgAl₂O₄（001）界面中的AlO/Al顶位界面的分离功有最大值只有2.54 J/m2。所以,在SiC颗粒增强Al基复合材料中,界面SiC/MgAl₂O₄/Al的结合强度主要是由Al（001）/MgAl₂O₄（001）界面决定。