基于马氏体相变的功能材料，包括单质金属、合金、陶瓷、超导体等，呈现出形状记忆、超弹性、阻 尼、磁阻、磁热等一系列丰富的物理效应。有效控制相变对于获得预期的物理效应具有重要意义。此前相 关研究主要集中于成分、外场（电、力、磁、辐照）的作用。纵观马氏体材料的整个制备过程，其先后经 历两个典型的一级相变，即凝固（液固相变）和马氏体相变。在结构材料中，已经证明，改变凝固条件可 以有效调控材料的微观组织和力学性能。然而在功能材料中，长期以来凝固和马氏体相变均在各自领域独 自研究，其相关性研究被忽视。近期，我们发现不同凝固速度生长的NiMnGa 晶体，其马氏体孪晶板条的 形态和尺寸差别很大。这表明凝固与马氏体相变之间存在内在的相关性。研究这一相关性，有望通过控制 凝固过程有效调控材料的马氏体相变、孪晶组态和功能特性。在此基础上，本文以近期出现的NiMnGa 磁 性形状记忆合金为对象，采用高频感应加热区熔定向凝固工艺，研究了定向凝固速度对凝固形貌和马氏体相变的影响规律。发现随定向凝固速度增加，奥氏体凝固形貌由平面晶逐渐演变为胞状晶和树枝晶。在三 种奥氏体中都观察到了马氏体相变，但相变滞后和孪晶形态区别显著。而预马氏体相变只存在于平面晶奥 氏体中，在胞状晶和树枝晶奥氏体中被完全抑制。经过高温均匀化退火之后，胞状晶和树枝晶形貌转变为 平面晶形貌，并观察到了预马氏体相变。我们认为胞状晶和树枝晶奥氏体中成分起伏导致的局域应力场形 成阻碍相变的势垒。对于弱一级预马氏体相变，局域应力场产生的势垒足以克服其较低的驱动力，进而抑 制预相变的发生。对于马氏体相变来说，由于其驱动力足够高，局域势垒难以克服，所以在胞状晶和树枝 晶奥氏体中仍然能观察到马氏体相变。