中文摘要：

项目采用感应熔炼、电弧熔炼、电磁悬浮和悬浮淬火等方法研究了La-Fe-Si三元合金和La-Fe-Co-Si四元合金的相组成和凝固组织，确定了平衡和非平衡凝固条件下合金的凝固路径，绘制了深过冷熔体中的相选择图。采用红外技术和高速摄影技术测定了Fe基固溶体和113型化合物相在深过冷熔体中以初生相方式析出时的枝晶生长速率。采用Spaepen的负熵模型构建了113相的固液界面原子排布，确定了其固液界面结构因子和固液界面能。在此基础上，根据形核理论计算了Fe基固溶体相和113相的稳态形核率和瞬态形核孕育时间。结果表明，在平衡凝固条件下不会形成1:13相，但提高冷却速率和提高过冷度均可促进其以初生相方式从液相中直接结晶析出。在相同的过冷度条件下，Fe基固溶体相的生长速率远远高于113相的生长速率。当过冷度超过某一临界过冷度后，113相的稳态形核速率比Fe基固溶体相高，而其瞬态形核孕育时间则比Fe基固溶体的短。根据上述结果，确定La-Fe-Si合金中的相选择机理为形核控制型。项目为认识和优化La-Fe-Si稀土磁制冷材料的快速凝固工艺提供了重要的理论依据。