本文研制了计算机温度自动采集硬件和软件系统.经实验验证系统的测量误差低于±0.2﹪,满足测量要求.采用热分析冷却曲线、冷却速率曲线确定金属临界形核、最大形核速率、形核结束以及凝固结束的特征值点.利用该系统研究脉冲电流、脉冲磁场对纯铝和亚共晶铝硅合金凝固的影响.根据特征值点的变化规律分析了物理场下凝固过程的热力学、动力学参数变化规律.将金相组织、外加物理场的凝固机理与热分析结果相结合,得出了评价外加物理场作用效果的有效判据.研究结果表明脉冲电流能显著改变金属的凝固过程.随着脉冲电流峰值的增加,纯铝的形核过冷度Δ T、长大过冷度ΔT<,G>均先减小后增大,形核时间t<,N>及总凝固时间t<,S>增加,晶粒组织细化.但当脉冲电流峰值达到40000A后,组织开始粗化.研究认为,ΔT和ΔT<,G>可以作为不同脉冲电流峰值作用下纯铝细化效果的判据.电流峰值不变时,延长脉冲电流的作用时间可使温度场更加均匀.脉冲电流可显著改变铝硅合金各特征值温度和特征值时间,且电流峰值越大,作用越明显.分析认为脉冲电流促使金属形核驱动力及长大驱动力增加,使熔体形核和长大更为容易.脉冲电流过大将引起扩散激活能增加,阻碍原子的扩散.两者的综合作用影响着金属凝固的过程.实验结果显示脉冲磁场对纯铝的凝固过程有显著影响.随着磁感应强度的增加,形核的过冷度ΔT及长大过冷度ΔT<,G>均变小,形核时间t<,N>增加,且整个凝固时间t<,S>缩短.当形核时间大于60s时,脉冲磁场处理效果较好.根据脉冲磁场作用机理可以将形核时间t<,N>作为脉冲磁场细化效果的有效判据.脉冲磁场对亚共晶铝硅合金的热力学及动力学参数的影响规律和脉冲电流大致相同,但两者的作用机理不一致.