镍基单晶高温合金由于具有较好的耐热性、抗氧化性、抗热蚀性及抗蠕变性能，被广泛应用在航空发动机和工业燃气轮机上。因此研究单晶叶片的制备工艺和铸态组织具有重大意义。　　本文以国内第二代镍基单晶高温合金DD5为研究对象，利用HRS法，在抽拉速率为3mm/min下制备了两种试棒:一种为普通的不带选晶器的定向凝固试棒，组织为柱状晶;一种为带选晶器的试棒，组织为单晶。用X射线对试棒物相组成进行定性分析;利用差热分析法对合金相变点温度、固相线及液相线进行测量。对试棒的铸态组织中的一次枝晶、二次枝晶间距;γ、γ相、共晶组织形貌和大小进行分析。同时利用能谱仪分析了距离水冷铜盘不同高度处缩松行为和元素的偏析行为。此外，本试验研究热导体HC(Heat Conductor)技术在精铸模壳上的应用，为下一步制各复杂形状的单晶叶片提供理论基础。本文的主要研究结果如下:　　铸态DD5单晶高温合金，固相线温度1295℃、液相线温度1386℃。合金铸态组织为定向凝固典型的树枝状枝晶组织，枝晶间分布有少量的共晶相。枝晶干处的γ相相对细小、均匀，基本都呈现规则的立方状，且γ相大部分都是两两成对出现。枝晶间的γ相较粗大呈不规则多面体，大小差距明显，γ相多成群出现。一次枝晶间距都随着距离水冷铜盘的增大而增大，增大速率则逐渐减小，二次枝晶间距则差别不大，同一高度单晶试棒的一次枝晶间距较柱状晶试棒小。柱状晶试棒在L40、 L70处出现了二次枝晶臂表面失稳，而在L80后几乎没有二次枝晶臂失稳的现象。枝晶间的共晶组织尺寸都随距离水冷铜盘的增大而增大，且数量也逐渐变多，无典型形貌。共晶组织外围或一侧由大片状的γ相组成;内部或某侧则由细小均匀的块状γ相组成，有时这些细小均匀地γ相甚至贯穿整个共晶组织。　　铸件中除去极个别的偶然因素外，没有发现缩孔缩松的存在。DD5合金中，Cr、Co、Mo、Re、W为负偏析元素;Al、Ta为正偏析元素。Ta偏析严重，某些部位Ta含量相差20倍。共晶组织中不含W和Re，Re元素在γ相中的含量略大于其在γ相中的含量，同一抽拉速率下，随着距水冷铜盘高度的增加，各元素的偏析程度无特定规律。由于烧损的原因，在所有检测点均未发现Hf的存在。　　数值仿真模拟和实际的温度测量都表明了HC的应用可以显著改善临界区域的冷却条件。因为HC可以有效的导出所在区域的热量，凝固界面前沿可以迅速的进入叶缘平台，甚至进入平台末端隔离的过冷区。凹的等温线将会变得更加平坦，平台末端的过冷时间和过冷区域都会显著降低。HC技术的应用大大降低了杂晶产生的可能性，可以有效地提高单晶铸件的质量。