难混溶区内的相变过程、盐类的凝胶化过程和泡沫的演化过程都存在不相容的多相共存,因此都涉及到相分离及后期的稳定性。相分离过程不仅影响材料的最终微观组织,还决定其结构性能,因此研究相分离机制很有必要。难混溶区内存在形核生长和调幅分解两种动力学过程,但它们对相分离的不同作用机制鲜有阐述,壳相相选择及壳-核组织形成能力与成分的关系需要进一步澄清;同时,宏观的凝胶化过程及泡沫稳定性虽有一定的研究,但盐类离子对于凝胶化机制和泡沫稳定性的作用机理却亟待揭示。基于此,本文采用透明难混溶体系研究了形核和调幅分解两种机制对相分离过程的作用,阐明了壳相相选择的规律,建立了壳-核结构形成能力与成分的关系;探索了不同类型的盐离子对凝固过程的影响,揭示了相应的作用机制,利用简单的方法制得了稳定的泡沫。取得的主要成果有:1)阐明了形核生长和调幅分解条件两种方式对相分离过程的作用规律。采用SCN-H₂O透明模型合金实现了形核和调幅分解两种相分离方式,并对相分离过程进行了原位观测,发现在恒温场下,调幅分解的动力学过程更快。在温度梯度场下,两种不同类型的相分离方式都能产生分层结构,但最终组织形貌不同,其主要机理在于两种方式初期动力学以及小体积分数相体积分数的不同。Fe-Sn合金单辊快速凝固条带中的组织显示了形核与调幅分解对相分离过程的的不同作用,其机理同透明模型合金相同。2)研究了难混熔体系壳相相选择及壳-核结构形成能力与成分的关系。将透明溶液相分离过程与金属体系无容器快速凝固过程的组织进行了对比,发现界面张力对壳相相选择具有重要作用,界面张力小的相总是形成壳相,也是影响两层或三层壳-核组织结构的重要因素;壳-核结构的形成与成分有关。在临界点附近及临界点左侧不远处的成分易于形成壳-核结构,远离临界点和临界点附近右侧则不易形成。3)研究了盐类离子对凝胶化过程的作用规律。将NaCl或KCl加入到分散的二氧化硅溶液中观测不同类型的盐离子对凝胶化过程的影响,发现KCl存在下的凝胶化过程更快,但是最终凝胶的结构和性质却很相似。不同浓度下的凝胶化过程中,宏观和微观凝胶化时间及微观结构均能使用单一的标度因子进行标度。凝胶的粘弹性模量也能进行标度,再次说明了不同类型的盐离子及其浓度只影响凝胶化的时间尺度而不是最终的结构性质。在透射光所观测的尺度范围内Na+或K+的标度行为可以推广到更多的单价离子甚至二价离子,且不同类型的盐离子对凝胶化过程的影响遵循Hofmeister序列。4)阐明了盐离子对泡沫稳定性的作用规律。添加高浓度的盐（NaCl或KCl）到SDS溶液中可以制得超稳定的泡沫,其机理在于盐可以使表面活性剂在气泡表面和间隙产生晶体沉淀,导致泡沫的演化受到抑制而稳定。与NaCl相比,KCl存在时SDS有更高的融化温度和更快的结晶速度,因此能更有效的制得稳定泡沫。5)揭示了凝胶相对泡沫演化过程的作用机制。在泡沫的连续相中形成凝胶可以用来调节泡沫的稳定性。对于凝胶流变性质的测量,平均气泡尺寸的测量和关联行为的研究表明,泡沫的演化过程受到凝胶强度和凝胶化动力学过程控制,高的凝胶强度和快的凝胶化速度可以抑制泡沫的演化从而制得稳定泡沫。