Cu/Al复合材料将具有高导电导热率、低接触电阻的铜和质轻、经济的铝结合起来,使铜、铝在成本和性能上取长补短,实现了以铝节铜的目标,其在航空航天、电力电子等领域应用广泛。由于复合界面的结构与性能对复合材料整体性能影响较大,使得如何对复合界面层厚度及界面层结构、形态进行有效调控,进而提高复合材料性能成为当今复合新技术、新工艺发展的导向。这迫切需要从微观尺度上探究Cu/Al界面结合的本质及界面微观变形机理。本团队在Cu/Al固液复合铸轧工艺的基础上,提出了Cu/Al固液振动复合铸轧工艺。该工艺一方面具有高温、高压两种促进界面冶金结合的条件,同时还可以通过轧辊的微幅上下往复运动,使塑性变形区发生双向剪切变形,强化界面层化合物的扩散和钉扎。本文依托Cu/Al固液振动复合铸轧工艺,采用分子动力学模拟方法,围绕Cu/Al界面扩散特征以及Cu/Al界面微观变形机制两个问题开展了研究。首先,基于分子动力学模拟方法建立了Cu/Al固液扩散模型,研究了高温下扩散时间对Cu/Al界面扩散的影响。然后,对高温下长时间扩散的分子动力学模型进行了冷却模拟,得到了Cu、Al原子的扩散系数在铝液凝固过程中的变化规律,并对凝固过程中界面层厚度的变化及Cu、Al原子的扩散行为进行了表征,总结了铝液凝固对界面扩散的影响。其次,模拟分析了Cu/Al界面体系和Cu/Al扩散界面体系在压缩载荷作用下的塑性变形过程。结果表明,界面扩散会提高铜铝复合界面的压缩强度,在压缩载荷下扩散界面层先发生脆性断裂,形成复杂的层错结构和位错塞积,对后续变形产生深远影响。最后,模拟了Cu/Al扩散界面体系在压缩-循环剪切复合载荷作用下的塑性变形过程,对比分析了不同剪切幅度和剪切频率下体系的塑性变形过程。结果表明,增大剪切幅度和剪切频率均能减小体系正应力值,提高扩散界面的压缩塑性,剪切应变的添加能加快扩散界面层的断裂,摧毁扩散界面层中产生的硬化结构,引起扩散界面层中层错结构的不断变化,剪切幅度越大和剪切频率越高这种现象越明显。