复层金属是通过原子互相扩散使两种及以上的不同种类金属界面处实现冶金结合从而获得的材料,可以实现单一金属无法实现的功能。Al、Ni作为容易从自然界中获取的金属,在工业社会中的应用非常广泛且具有相当大的前景。相较于耗时较长的固/固界面复合方式,Al-Ni界面最有效的复合方式是由固态Ni基底和液态Al接触而组成的液-固界面,通过扩散反应形成金属间化合物来实现界面的冶金结合。而要调控液-固界面组织,实现界面处牢固的冶金结合,了解液-固界面微观形成机理以及金属间化合物的演变机制则是必不可少的。为了探究Al-Ni液-固界面微观形成机理以及金属间化合物的演变机制,首先本文借助同步辐射成像技术对Al-Ni液/固界面组织演变进行简单的原位动态表征,通过实验结果来验证多相场模型。其次,本文运用KKSO多相场模型对1123K温度下Al-Ni/液-固界面保温状态下扩散反应过程中Al₃Ni金属间化合物的形貌演变进行数值模拟和理论分析,探讨不同参数下Al₃Ni金属间化合物的演变机制。最后,本文运用Moelans模型对1123K温度下Al-Ni/液-固界面保温状态下Al₃Ni₂晶粒的生长熟化过程进行了模拟和分析,探讨不发生反应的第二相颗粒对于Al₃Ni₂晶粒熟化过程中形貌的影响。本研究的主要研究成果如下:（1）晶界扩散系数和Al₃Ni/Al液/固界面能两者均会对Al₃Ni晶粒的形貌产生影响。其中晶界扩散系数对Al₃Ni金属间化合物层的厚度影响显著,而Al₃Ni/Al液/固界面能则对单个Al₃Ni晶粒的大小和Al₃Ni金属间化合物的上表面形貌有较为明显的影响。（2）在Al₃Ni相演变过程中,初始阶段Al₃Ni晶粒在基底相Al₃Ni₂上快速扩展,以横向生长为主;而生长阶段下Al₃Ni金属间化合物层的厚度有明显增加,Al₃Ni晶粒的生长以纵向为主。（3）在Al₃Ni₂晶粒熟化过程中,不反应的第二相硬质颗粒的体积分数的不同会影响其排列密集程度,从而影响其对晶界的钉扎效果并体现在Al₃Ni₂晶粒的平均尺寸上。（4）相同体积分数下,单个不反应的第二相颗粒的尺寸会对晶界处的表面能和钉扎晶界的颗粒个数产生影响。在这两个因素的综合作用下,Al₃Ni₂晶粒的平均尺寸会发生改变。