本文对Al-Cu-Fe系合金(成分范围Al_48-60Cu_33-50Fe_0-10的铸态及热处理态试样，采用金相（OM），X射线衍射（XRD），差热分析（DTA），扫描电子显微术（SEM）和透射电子显微术（TEM）等研究方法，对其显微组织、相结构及相组成等进行了分析。发现了Al-Cu-Fe合金中稳定的三元化合物Φ相具有两种变体：高温变体Φ₁和低温变体Φ₂。在873K以上，高温结构Φ₁具有τ₃（Al₃Cu₂）型结构，沿着＜111＞B₂有3倍的调制；低温结构Φ₂在763 K以下，具有沿着＜011＞B₂方向的10倍的调制结构。微区X射线能谱（EDXS）分析表明，Φ相化学成分范围为Al_47.3-50.6Cu_45.4-48.1Fe_4.5-5，成分区中心是Al_47.9Cu_47.1Fe_5.0。此外还发现了Al-Cu-Fe合金中ε₁相的结构。通过对照模拟计算的与实验的选区电子衍射（SAED）花样，对Al-Cu-Fe合金中的β相，τ₃相，ε₁相，η₂相分别进行了鉴定，并指出如何由选区电子衍射花样的特征来区别这些相。 本文工作表明，在Gayle等报道的Al-Cu-Fe三元系液相面投影图中，β相液相面应划分为Φ+β两个区域，本文确定了三元化合物Φ相液相面与邻近相液相面的交线，修正了Al-Cu-Fe合金的局部液相面投影图。本文探明了三元化合物Φ相在初生准晶相的凝固过程中所起的作用，发现了一新的包共晶反应点U₈（～1073 K）：L+β→IQC+Φ。修正的三元相变反应为：包共晶反应U₅：L+IQC→Φ+ω（原反应U₅：L+IQC→β+ω），包共晶反应U₆：L+ε→Φ+η（原反应U₆：L+ε→β+η），包共晶反应U₇：L+Φ→ω+η（原反应U₇：L+β→ω+η）。 对准晶I相及其晶体近似相R相，提出了相应的自由能计算模型及算法，从热力学上论证了准晶(Al_61.89Cu_25.61Fe_11.10)I相的高温稳定性；在低于T_r（938K）时，将形成其晶体近似相R相。对准晶I相及其晶体近似相R相，根据经典的形核理论，采用所提出的自由能计算模型，计算并比较了非均质形核方式下的准晶I相及其晶体近似相R相的形核功及形核率。计算结果表明，合金熔体中，从很小的过冷，直到准晶I相的平衡液相面温度（T_L=1130K）下150K的过冷范围，准晶I相的形核功在10ev以下，而准晶I相的晶体近似相R相的形核功则趋于“无限大”，表明R相的形核难以实现。对准晶I相及其晶体近似相R相的形核率计算表明，从小的过冷直到准晶I相平衡液相面温度（T_L=1130K）下150K的过冷范围，准晶I相都会首先形核，而其晶体近似相R相不具备从液相中初生形核的动力学条件。 采用简化的传热物理模型，模拟计算了初生准晶I相的体积分数，并与实验测定值进行了比较和分析.分析表明，平衡的初生准晶I相的最大体积分数决定于合金的化学成分和状态图特征.当采用缓冷和水淬法制备时，可获得较大体积分数的初生准晶I相. 本文工作得到河南省特种功能材料重点实验室资助项目（No.9926）及国家自然科学基金资助项目（19974030）的支持.