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材料的微观结构与其宏观性能密切相关，因此对材料微观组织的研究一直是材料科学研究中的重要内容。对于大多数金属材料而言，难以直接观测其内部组织的三维形貌，因此，通过各种三维重构技术来描述、测定和表征金属材料微观结构的三维空间形貌具有重要的意义。 本文详细介绍了基于连续切片的三维重构方法的两个主要部分:图像获取和数据处理，指出了在获取图像中的主要问题与解决办法，图像数据处理中的各种手段和工具;介绍了基于连续切片的三维重构技术的最新进展，总结了基于连续切片的三维重构方法推广应用的关键。 本文基于连续切片和计算机三维重构技术，构建了ZL102合金的三维显微组织模型。通过对连续切片和三维模型的分析，获得了对ZL102合金显微组织三维形态新的认识。研究发现ZL102合金中共晶硅三维形态，其形多如板状，有的具有不规则的形态，而非针状。初晶硅呈现块状和颗粒状，多聚集在一起，具有清晰的棱边。通过对建立模型的分析，证明ZL102合金的基体相被大量的共晶硅和初晶硅分割，导致ZL102合金的性能降低。 根据对共晶硅和初晶硅的三维形态观察和定量分析，建立了共晶硅和初晶硅的典型模型和理想模型，导入有限元软件中进行分析比较，得出硅的形态对于ZL102合金性能的影响差别，进一步证明通过改变硅形貌的来提高ZL102合金性能的可行性。 本文还建立了基于真实铝硅合金微观结构的有限元力学模型，并将该模型与基于规则几何体的铝硅合金力学模型进行了比较，结果证明基于真实结构的模型的分析结果更接近实验结果。