Al-Ti-B晶粒细化剂细化铝及铝合金的细化机制一直处于争议之中,但公认的一点是,添加细化剂到铝熔体后形成的Al₃Ti和TiB₂等颗粒的形态、尺寸和分布对细化效果有着至关重要的作用,本文借助第一性原理计算方法,主要从能量角度和界面结合键性探讨了铝晶粒和以上两种颗粒两两结合的潜力,验证了晶粒细化机制;Al-Ti-B处理亚共晶Al-Si合金往往会发生所谓的细化剂“中毒”现象,因此,本研究又寻找了一种与Al₃Ti晶体结构相同的新型细化剂Al₃Nb,计算了Al₃Nb/Al结合界面的界面性质。通过计算Al/Al₃Ti、Al/TiB₂、Al₃Ti/TiB₂的界面性质,纵向对比发现,无论是哪个类型的界面,其心位堆垛模型总是比其他堆垛模型（如顶位和桥位）有着更大的粘附功、更小的界面能、更强的界面键合特征;横向对比发现,比较Al/Al₃Ti三个类型的界面,Al（110）/Al₃Ti（110）界面模型具有更小的界面能和更强的界面结合能力;与Al/Al₃Ti和Al/TiB₂界面相比,Al₃Ti（112）/TiB₂（0001）具有最低的界面能,说明了在同一条件下,Al₃Ti的（112）面会优先与TiB₂的（0001）面结合成界面,然后铝晶粒以Al₃Ti为基底形核,这也从微观出发很好的揭示了粒子理论;通过计算Al（001）/Al₃Nb（001）两种截止方式的六种界面发现,Al+Nb-和Al-两种截止方式的心位模型具有更为稳定的结构。对于同一种截止方式的不同堆垛方式界面,心位最为稳定,桥位、顶位次之,不同截止同一堆垛方式的界面模型,Al+Nb-界面总是比Al-界面稳定,Al+Nb-的三种界面模型界面处的交互作用主要来自Al-3p电子Nb-4d电子形成的共价键,还伴有微弱的金属键;Al-的三种界面模型界面处的作用主要来自Al-3p电子之间形成的金属键,同时也有微弱的共价键存在。