陶瓷刀具有着高硬度、良好的耐磨性以及优异的热稳定性等特点,发展陶瓷刀具对机械制造、装备研发具有着深远意义。纵观陶瓷刀具的发展历程,复合陶瓷刀具已经成为国内外学者研究的重点。由于在复合陶瓷材料烧结制备期间,体系中增强相同基体相间存在着不同程度的界面相互作用,因此界面结合强度是影响其复合效果的最主要因素。为了更深层次的研究界面结构对材料自身宏观力学性能的影响,仅通过单纯的实验并不能从原子层面来揭示界面之间的相互作用效果。只有将研究层次深入到界面的结构特征,综合考虑界面的稳定性和相互作用等因素,才可以更深层次的理解材料界面与宏观力学性能之间的关系。因此,研究复合陶瓷刀具材料界面结构及微观机理是极其有必要的。本课题以Al2O3/TiC复相陶瓷刀具材料的界面为研究对象,考虑界面几何特征、界面结构、界面稳定性等因素,重点研究其界面结合强度、界面成键机理以及界面力学性质。旨在通过原子和电子角度分析材料的界面稳定性机理及失效机制,并通过分子动力学模拟寻找陶瓷刀具最优的烧结温度,对Al2O3/TiC陶瓷刀具的制备进行理论指导,从而通过计算机模拟的手段将界面研究上升到原子尺度,解决传统实验只能停留在界面观察的缺陷。使用基于第一性原理的分子动力学方法,对Al2O3及TiC的几种低指数面进行表面能计算,选择表面能低的指数面进行界面模型建模。搭建Al2O3（001）面和TiC（100）面三种不同原子终端的界面模型,对三种模型的结合能和电子结构进行计算和分析,揭示界面稳定性机制。结果表明:Al2O3（001）面和TiC（100）面两种指数面最稳定。对比三种不同Al2O3（001）和TiC（100）界面终端模型的结合能,得出单层O原子终端界面结合能最高为0.349 J/m~2,体系结构最稳定,并结合Griffith断裂强度理论发现其抗裂纹扩展能力最强。对电子结构进行分析,发现单层O原子模型的界面成键效果最好,界面处原子成键时的共价性有所增强。通过基于第一性原理的分子动力学方法,对Al2O3（001）/TiC（100）复合陶瓷刀具的理想界面进行拉伸应力应变及剪切应力应变计算,探究微观尺度下复合材料界面力学性质及界面失效机制。研究发现,当应变量达到12%时,其拉伸应力最大为11.83 GPa;当应变量达到-10%时,其剪切应力最大为9.37 GPa。通过对Al2O3（001）/TiC（100）复合陶瓷刀具材料界面受拉伸/剪切受力时,界面处原子运动及电荷分布情况进行研究,得出材料的失效与施加应变后原子间的位置以及成键变化有关联。利用基于牛顿力学的分子动力学法,对Al2O3/TiC复合陶瓷刀具界面模型进行最佳烧结温度的探究,寻找最优的烧结温度来指导Al2O3/TiC陶瓷刀具的烧结制备。探究烧结温度对材料界面的影响,对不同烧结温度下陶瓷刀具材料界面稳定性及原子迁移情况进行分析。研究得出,当温度达到1900K时其界面结合能最大为5.66 J/m~2,体系最稳定。通过实验发现,以1900K作为烧结温度时Al2O3/TiC陶瓷刀具材料的性能最优,其抗弯强度为687MPa,硬度为18.44 GPa,断裂韧性为7.32 MPa/m~2。