Nb-Si合金高温强度较高，具有一定的室温韧性，而且具有密度小及熔点高等特点，有望作为1200℃～1400℃温度下工作的发动机叶片的候选材料。但是Nb-Si合金有很高的活性和高熔点，对熔模铸造铸型材料的稳定性有很高的要求，采用熔模铸造成形难度大，所以探索铸型和Nb-Si合金的界面反应机理，对熔模铸造Nb-Si合金至关重要。本文采用铸型材料分解溶解热力学模型，从热力学角度分析了熔体温度和合金成分对Nb-Si合金与ZrO₂、Y₂O₃、Y₂O₃-ZrO₂复合铸型界面反应的影响规律。结果表明，温度的升高和含硅量的增加都会加强Nb-Si合金与铸型材料的界面反应，且Y₂O₃与Nb-Si合金界面反应的吉布斯自由能基本在较小的负值变化，而ZrO₂与Nb-Si合金界面反应自由能负值较大，说明ZrO₂与Nb-Si合金界面反应比较剧烈，Y₂O₃的稳定性高于ZrO₂。Zr对溶剂Nb的活度影响很小，减少了O在合金中的扩散距离；Y提高溶剂Nb的活度，使O的扩散距离增大。借助SEM、XRD、显微硬度等分析测试方法，开展了Nb-Si合金与ZrO₂、Y₂O₃、Y₂O₃-ZrO₂复合铸型界面反应的实验研究。结果表明，Nb-Si合金与ZrO₂型壳的界面反应比与Y₂O₃型壳剧烈，反应层厚度明显增加，且前者O的扩散距离小于后者； Nb-Si合金与ZrO₂型壳的界面反应偏向型壳一侧，Nb-Si合金与Y₂O₃型壳的界面反应偏向合金一侧；含硅量的升高会加剧界面反应的进行；Y₂O₃-ZrO₂复合型壳对Nb-Si合金的界面稳定性最好，是由于Y₂O₃-ZrO₂复合型壳中Zr元素减少了O在合金中的扩散距离，而且面层最致密，从而验证了热力学分析的正确性。最后综合分析前面的研究结果，结合相图分析了Nb-Si合金与三种铸型材料的界面反应机理。结果表明，Nb-Si合金与铸型材料的界面反应属于典型的扩散溶解机制，并受到元素之间相互作用和型壳面层微观形貌、耐火度及热导率等因素的影响。从实际角度来看，ZrO₂是不理想的Nb-Si合金的铸型，Y₂O₃-ZrO₂复合型壳对Nb-Si合金的界面稳定性最好，且经济成本低于Y₂O₃型壳，是一种铸造Nb-Si合金的优质型壳。