石墨烯（Gr）增强AlSi10Mg复合材料的研究对于开发新型铝基复合材料和拓宽铝基复合材料的应用范围具有重要意义。在国家自然科学基金（项目号:51775521）和山西省回国留学人员科研资助项目（项目号:2017-095）的资助下,本研究采用选择性激光熔化技术（SLM）制备了Gr/AlSi10Mg复合材料,研究发现复合材料内部存在多种物相,内部组成较为杂乱。加入复合材料中的石墨烯与基体形成的两相界面,为复合材料带来较多不稳定因素,而且石墨烯与基体中的铝原子发生反应,形成了Al₄C₃相,这一新相对基体材料的影响也亟需深入探究。为了解决上述问题,本文基于实验结果,采用第一性原理计算方法研究了Gr/AlSi10Mg复合材料内部Al₄C₃对基体中铝原子的形核影响和Mg₂Si/Gr两相界面的结合强度。得到的研究结果如下:（1）揭示了SLM成形Gr/AlSi10Mg复合材料内部石墨烯与基体的界面结合情况。复合材料内部的石墨烯分布均匀,与基体结合良好,界面处无明显缺陷,形成了稳定的冶金结合区域。选择性激光熔化加工过程中的高能激光破坏了石墨烯结构,使得加入复合材料内的石墨烯表面产生了众多大小不一的孔洞缺陷,导致石墨烯边缘部分碳原子的反应活性升高,部分不稳定的碳原子与铝原子发生反应形成了Al₄C₃相。（2）获得了SLM成形Gr/AlSi10Mg复合材料内部存在的Al、Al₄C₃、Mg₂Si三种物相的弹性模量和弹性异向性特征,计算了Gr/Al、Gr/Mg₂Si、Al₄C₃/Al三种界面的点阵错配度。计算结果显示这三种物相的弹性模量都具有一定的各向异性特征。根据二维点阵错配理论,（0001）_Al4C3/（111）_Al取向下,Al₄C₃与Al之间的点阵错配度最小,Al₄C₃与Al之间能够形成半共格界面;（0001）_Gr/（011）_Al取向下,石墨烯与Al的界面错配度较小,属于共格界面能够形成稳定的界面结构;（0001）_Gr/（001）_Mg2Si取向下,石墨烯与Mg₂Si能够形成具有较低界面能的完全共格界面。（3）研究了Al/Al₄C₃界面的稳定性,并进行了形核分析。模拟计算结果显示Al的三种低指数面（001）、（011）、（111）分别与Al₄C₃（0001）表面组成的界面都具有稳定的结构。在端面原子为C原子的Al₄C₃（0001）表面与Al表面组成的界面结构中,界面Al原子的电子轨道和界面C原子的电子轨道之间发生了相互作用,在界面处形成了Al-C共价键。在端面原子为Al原子的Al₄C₃（0001）表面与Al表面组成的界面结构中,界面处形成了Al-Al金属共价键。界面能和热力学分析表明Al₄C₃能够作为Gr/AlSi10Mg复合材料中α-Al的异质形核基底。（4）研究了Mg₂Si/Gr界面的稳定性。模拟计算结果显示Mg₂Si的三种低指数面（001）、（011）、（111）分别与Gr（0001）表面组成的界面都具有较小的界面粘附功和较大的界面能,稳定界面的界面间距大于化学键的键长,结合界面电荷差分密度图和态密度曲线。得出结论:在Mg₂Si/Gr界面处未形成化学键,仅存在强范德华力。Mg₂Si/Gr界面的界面能远大于α-Al/Al熔体之间的界面能（0.15J/m²）,Gr/AlSi10Mg复合材料受力变形时,复合材料内部存在的Mg₂Si/Gr界面容易发生分离,进而成为裂纹扩展源,在制备Gr/AlSi10Mg复合材料时应避免形成Mg₂Si/Gr界面。