羽毛状晶是完全不同于常见柱状晶与树枝晶的一种异常晶粒。对于羽毛状晶生成条件及空间形貌的研究,不仅会极大地丰富金属的凝固理论和晶体的生长理论,具有重要的理论价值,而且对消除该晶体,获得细小等轴晶,提高材料力学性能,具有重要的应用价值。本文对Zn-Al系合金中出现的羽毛状晶展开研究,分析了铸造工艺参数及Si、P元素对ZA27合金微观组织的影响,研究了ZA27合金中羽毛状晶的形成条件、空间形貌。结果表明：浇注温度、铸型激冷能力、试样尺寸对ZA27合金中初生a-A1的晶体形貌具有很大影响,其中浇注温度的影响最大。在较高的浇注温度(大于650℃)时,极易形成羽毛状晶。而且铸型激冷能力越大、尺寸锭料越小,越易形成羽毛状晶。试样的边缘处比中心处更容易形成羽毛状晶。这些不同的工艺参数,都反映了温度梯度在凝固中的作用：温度梯度越大,越容易形成羽毛状晶。Si元素的加入减弱了羽毛状晶的形成,并随着Si含量的增大,其影响越来越大。初生Si作为先析出相悬浮在液相中,限制枝晶的生长。而经P变质后,因初生Si颗粒变小,对枝晶生长的阻碍作用减弱,羽毛状晶倾向加强。在同一浇注温度下,羽毛状晶形成的倾向由强到弱的顺序为：ZA27>ZA27-Si-P >ZA27-Si。羽毛状晶在二维的金相上表现为长径比很大的柱状树枝晶,而在空间形貌上,羽毛状晶是一种非常发达的树枝晶,整体呈三维结构,枝晶朝多个方向生长；局部并排生长。羽毛状晶由主干和六个二次枝晶组成,其生长方向均为<110>方向。孪晶主干在(111)孪晶面内沿着<110>方向生长,一对二次枝晶位于孪晶面(111)上且对称生长,与主轴呈60°夹角。在孪晶面的两侧,一对二次枝晶臂与主轴呈60°夹角,关于孪晶面对称生长且与孪晶面夹角为70.5°。另外一对二次枝晶臂与主轴呈90°夹角,关于孪晶面对称生长且与孪晶面夹角为54.7°。羽毛状晶的形成是晶体学择优生长方向与外力综合作用的结果。另外,有时还会出现二维的羽毛状晶,它是羽毛状晶的一种特殊形态,由许多二维的层片有规律的排列而成。这是由于在生长过程中,其余的四个二次枝晶臂受到邻侧枝晶及空间的影响,逐渐演变为二维层片状。