在高能粒子辐照下,金属基结构材料内部会出现不同的缺陷,这些辐照诱导缺陷的演变和聚集会降低结构材料的稳定性,造成材料力学、物理等综合性能的下降。研究表明,材料内部的界面可以俘获辐照缺陷,促进缺陷的相互复合,有效降低辐照损伤。基于这种界面设计的思想,纳米碳材料由于自身优异的结构和功能特性,与金属复合后,于碳/金属界面处可能形成有利于疏导辐照缺陷的高密度纳米通道,因此作为未来先进抗辐照材料拥有巨大的潜力。本文围绕含有大量碳/铜界面的碳纳米管/铜基复合材料,结合原位辐照技术和模拟方法对界面在氪（Kr）离子辐照损伤下的响应行为展开研究。本文主要研究内容如下:（1）利用SRIM模拟了 1 MeV Kr离子在Cu基体中的传输过程,计算了 Kr离子浓度、原子移位损伤（Displacements per atom,dpa）与Cu基体深度的分布关系。结果表明,1MeVKr离子在Cu基体传输过程中由于能量损伤,射程范围大约为500nm。Cu基体中的Kr离子浓度分布随着深度的增加先升高再降低,峰值浓度出现在约260nm处,大小约为5.8 × 10-2%。当辐照剂量为10 × 1014ions/cm2时,Cu中移位损伤的峰值出现在约180nm处,大小约为3dpa。SRIM模拟表明Kr离子引起的原子移位是Cu中微观缺陷演化的根本原因。（2）基于SRIM模拟结果,选取了相同能量和最大辐照剂量的Kr离子,对碳纳米管/铜基复合材料的界面响应行为进行原位辐照研究。结果表明,1 MeVKr离子室温辐照下,碳纳米管/铜基复合材料中的辐照缺陷主要为空位型体缺陷——层错四面体,还有少量间隙型和空位型位错环。在辐照的过程中,铜/铜晶界可以吸收辐照缺陷,甚至可能传导或者释放缺陷,但是晶界的形貌可能发生改变;而碳/铜界面同样可以吸收辐照缺陷,还能给缺陷提供位点,促进缺陷的迁移、重组和湮灭,其对缺陷的作用影响区要大于晶界对缺陷的作用影响区。此外,缺陷迁移动力学统计分析结果进一步表明晶界的辐照响应行为存在时间依赖性:在一定时间内随着辐照的进行,晶界吸收缺陷的能力逐渐下降;而碳/铜界面却能稳定高效地吸收辐照缺陷,是一个持久且有效的界面缺陷阱。最后,原位观察和高倍透射电镜结果表明,Kr离子辐照下,晶界界面可能发生重构而碳/铜界面保持相对稳定。因此,界面重构可能是影响界面的辐照响应行为随辐照时间变化的主要原因。（3）基于原位和数据统计的结果,利用原子模拟的方法分析了对称倾斜晶界（Symmetric tilt GBs,STGBs）,STGB<110>、STGB<100>和碳/铜界面在Kr离子辐照下的界面响应行为机制,比较了缺陷与界面之间相互作用能的大小,对晶界和碳/铜界面的界面应力场进行了分析,最后模拟了界面与缺陷的相互作用过程。结果表明,碳/铜界面与缺陷的相互作用能相对晶界与缺陷的相互作用能较低,意味着碳/铜界面对辐照缺陷的吸引更大。其次,碳/铜界面附近的界面应力场相较晶界来说更大、更广,因此碳/铜界面对辐照缺陷的影响更加明显,有着更强的湮灭缺陷的能力。最后,通过比较缺陷与晶界、碳/铜界面之间的相互作用过程,发现缺陷在与晶界的作用过程中,晶界界面处存在变化,而碳/铜界面却能保持稳定。这意味着晶界在Kr离子辐照的过程中确实可能发生重构,从而导致界面的缺陷陷阱效率发生变化。通过原位和模拟研究碳纳米管/铜基复合材料中的界面对辐照损伤的响应行为,揭示了晶界和碳/铜界面对辐照缺陷的影响和作用机制,表明了碳/金属界面在湮灭辐照缺陷时的有效性,为未来先进碳/金属基复合材料的抗辐照损伤的界面设计提供了理论和科学依据。