阻氚涂层是核聚变反应堆的重要部分,其材料的选择是当前研究中的关键问题之一。性能良好的阻氚涂层能够防止聚变反应中放射性同位素的渗透,减小污染,提高反应堆的寿命。目前氧化铝涂层、钛基复合涂层等都表现出了较好的阻氚能力,为了提升涂层的性能,人们开始研制复合材料作为阻氚涂层。然而,当前的研究大多集中在材料的制备和工艺方面,并未深入探究其内部的阻氚机理。本文采用第一性原理方法,对氢原子在α-Al2O3/Ti2O3复合界面中的行为进行了计算机模拟与分析。主要研究内容包括:（1）通过激光辅助燃烧制备得到的Al2O3/Ti C复合涂层有着良好的阻氚能力,复合涂层中形成的α-Al2O3/Ti2O3复合界面对于阻氚涂层的性能有着重要的影响。本文对α-Al2O3/Ti2O3复合界面进行了分子建模,并通过仿真计算确定了合理的界面模型结构。（2）分析了复合界面对氢同位素的吸附作用。在氢原子穿过整个复合涂层的过程中,表面的吸附能数值最低,说明表面对游离氢的吸附能力最强。当氢原子侵入α-Al2O3表面后吸附能开始上升,表明涂层内部对氢原子的渗透有阻碍作用。界面结合部分的吸附能发生了明显的下降,表明了复合界面对渗入内部的氢原子的有效捕获作用。（3）分析了氢原子在α-Al2O3/Ti2O3复合涂层中的扩散路径。计算得出两条路径,最大的扩散势垒均出现在氢原子从α-Al2O3部分进入复合界面结合处时,分别为3.392 e V和4.050 e V;其次则是α-Al2O3的表面部分,起到了防止氢同位素进入涂层内部的关键作用。高反应势垒有效地抑制了氢原子的扩散。本文结合复合涂层的制备和实验,通过仿真计算分析了氢同位素在复合涂层界面中的吸附与扩散行为,对复合涂层的作用机理进行了研究,证明了复合材料作为阻氚涂层的优势,为阻氚涂层的制备与优化提供了参考。