强磁场下的材料制备在最近一二十年得到了广泛的关注并已经取得了显著的研究成果。相变过程对材料的组织和性能起着决定性的作用,因此,磁场下的相变也成为材料电磁制备领域研究者关注的热点。本文以非磁性金属体系为研究对象,如:纯Bi,纯Al,Al-Cu合金,Al-Ni合金,应用差热分析法观测了磁场对金属体系相变过程（熔化,凝固）的影响。深入分析了磁场下金属体系形核,晶体生长,组织形貌,晶体取向等方面的变化规律,得到了一些新的研究结果。热分析法作为一种实时侦测相变的精密测量方法已经广泛应用于科学研究的各个领域。基于此,根据差热分析的基本原理,研制了适合超导强磁体的差热分析装置。采用几种标准物质对差热分析装置进行了标定,发现磁场会影响差热分析装置中Pt/Pt-10%Rh热电偶的输出电势。调试结果表明设计的差热分析装置能够较好地侦测金属体系在有无磁场时的相变。应用差热分析法研究了纯金属的熔化及凝固过程。发现磁场使纯金属Al的形核温度降低,即过冷度增大。在12T磁场下,过冷度增大到21.7℃,而无磁场时的过冷度仅为0.1℃。磁场还使纯Al的生长速率增大,12T磁场可使生长速度提高1倍以上。另一方面,磁场使纯金属Bi的形核温度升高,其过冷度由无磁场时的31.8℃减小到12T磁场下的20.7℃。磁场对纯Bi的生长速度影响不明显。两种纯金属的熔化差热分析曲线表明磁场对两者的熔化过程影响很小。理论分析和实验结果表明10T量级的磁场对凝固热力学参数吉布斯自由能的影响极小,而是磁场改变了晶核与液相之间的固-液界面能。进而推知磁场降低了纯金属Bi的固-液界面能,但是增加了纯金属Al的固-液界面能。对于Al-Cu合金,应用差热分析法研究发现磁场影响了亚共晶,共晶及过共晶合金的形核与生长过程。在亚共晶合金的凝固过程中,磁场使初生相的形核温度降低,即过冷度增加,但生长速率变化不明显。其组织由紊乱的枝晶向规则的枝晶形貌转变,这是因为磁场抑制了熔体的热对流,以至熔体的传热由对流传热为主转变为导热传热为主,消除了流动对枝晶生长的干扰。Al-Cu共晶合金的差热分析曲线表明,磁场抑制了共晶相的形核,且降低了共晶体的生长速率。对于两种不同浓度的过共晶Al-Cu合金,研究发现磁场均抑制了初生Al2Cu相的形核。微观组织表明,磁场使初生相数目增多,晶粒细化,且使初生相沿磁场方向取向生长。X射线衍射谱表明Al2Cu晶体的c轴沿平行磁场方向取向。研究结果表明初生Al2Cu相的取向由热电磁对流与磁矩共同控制。在Al-Ni合金凝固过程中,研究发现磁场抑制了亚共晶Al-3wt%Ni合金初生相的形核,但是对生长速率没有明显影响。初生相由无磁场时的海藻型树枝晶向磁场下的规则树枝晶转变,即,二次枝晶臂垂直枝晶主干生长。对于过共晶Al-12wt%Ni合金,施加磁场使得初生Al₃Ni相界面的形貌更趋平整,这是由于磁场影响了晶体生长方式,即初生相以界面控制生长的倾向性增强。差热分析曲线表明磁场明显抑制了Al-Al₃Ni共晶体的形核,但是加快了它们的生长速率。微观组织显示Al-Al₃Ni共晶组织由无磁场时的纤维状转变为磁场下的颗粒状,这与磁场抑制形核效应和产生热电磁力的作用有关。