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强磁场能够将大强度的磁化能量无接触地输入到材料中，改变材料的热力学状态，并对材料产生力的作用，从而对材料的凝固等相变过程，组织的形态分布和微结构等产生巨大的影响。因此，强磁场的应用为新材料制备开辟了新的研究领域，具有广阔的发展前景。 本文实验研究了场强达12T的强磁场条件下Bi-Mn合金中铁磁性MnBi析出相和Al-Ni合金中非铁磁性的Al3Ni析出相的凝固行为，较系统地考察了强磁场中合金析出相凝固的现象、规律和机制，揭示了强磁场中析出相组织的演化过程，并且从析出相的磁各向异性和析出相晶体间磁性作用出发对实验现象进行了理论分析，另外还从热力学角度对强磁场中纯金属凝固做了初步探讨，得到以下主要结果： （1） 强磁场条件下Bi-Mn合金中MnBi析出相和Al-Ni合金中Al3Ni析出相均以其c轴平行磁场方向取向，MnBi相晶体沿磁场方向定向聚合和熔合长大，形成平行磁场的规则棒状组织；首次观察到Al3Ni相晶体的长轴与c轴垂直，形成垂直磁场的规则层状组织； （2） 合金中析出相形成规则排列组织存在磁感应强度和半固态加热温度的阈值，在阈值以上析出相的取向程度（Γ值）随磁感应强度的增强和加热温度的升高而逐渐增大；溶质含量较高的合金形成规则排列组织所需磁感应强度阈值或半固态加热温度阈值较高； （3） Bi-Mn合金从355℃-446℃的半固态凝固，首次发现10.0T强磁场促使析出相晶体由六方晶体转变为沿ab面长大的片状晶体的温度从340℃提高到360℃左右，并且对已取向MnBi晶体的生长过程有明显的控制作用，促使晶体在随后的降温凝固过程中又由不规则的片状晶体变为较规则的六方晶体； （4） Bi-Mn合金中MnBi析出相在磁场中形成定向排列组织后，合金在组织定向排列方向上的剩磁性能与无磁场试样相比均提高1倍左右；但不论是否加磁场，合金从全熔态凝固或从355℃-446℃的半固态凝固所得试样的剩磁性能均比从262℃-355℃的半固态凝固所得试样降低约一个数量级； （5） Bi-Mn合金中MnBi相在磁场中磁化取向后，晶体间磁性相互作用对析出 相定向排列组织的形成过程和形成后的稳定性有重要影响; （6）理论分析表明，磁各向异性的铁磁性和顺磁性晶体趋向以磁化率最大的晶 体轴平行磁场方向取向，而抗磁性晶体趋向以磁化率绝对值最大的晶体轴 垂直磁场取向;取向晶体间的磁性相互作用导致晶体定向聚合:（7）Bi一3%Mn合金加热至300℃，合金中MnBi析出相晶体在施加仪ST磁场 的15之内就能够形成取向;动力学分析表明，当MnBi.晶体在磁场中所 受磁场力达到10倍重力且液相粘度在0.01尸a.:左右时，晶体的旋转取向 过程能够在10ms左右完成，估算出300℃时MnBi晶体所受磁场力达到 10倍重力所需的外磁场磁感应强度约在0.46T-O.65T之间;可见实验研究 与理论分析一致，证实MnBi析出相晶体在磁场中取向的机制主要为旋转 取向;（8）热力学分析表明，磁场使顺磁性物质的吉布斯自由能降低，抗磁性物质的 吉布斯自由能升高;磁各向异性的顺磁性晶体以磁化率最大的轴平行磁 场，抗磁性晶体以磁化率绝对值最大的轴垂直磁场时，晶体在磁场中所受 的吉布斯自由能最低;（9）强磁场中纯金属凝固，顺磁性纯金属的平衡凝固点温度升高，临界形核半 径减小;抗磁性纯金属的平衡凝固点温度降低，临界形核半径增大;IOT 强磁场引起的纯金属平衡凝固温度的变化在O.IK左右或者更小。 本论文工作将有助于加深人们对强磁场中金属凝固过程的认识，为强磁场下制备金属基自生复合材料和各向异性材料等提供基础和参考。