铝硅合金由于在工业上的广泛而重要的应用而备受关注。但长久以来对铝硅合金的晶体学表征手段主要限制在纳米尺度的透射电子显微镜（TEM）上,这是因为铝硅合金内α-Al和Si两相的晶体学结构相似,使得扫描电子显微镜（SEM）下的电子背散射衍射（EBSD）技术难以进行,极大地制约了在微观范围内对铝硅合金的进一步认识。为此,论文采用SEM/EBSD技术研究了未变质和Sr变质共晶铝硅合金中共晶Si晶体的生长特点。在此基础上,系统地研究了 Sr变质和热处理对共晶铝硅合金中共晶相的显微组织和晶体学特征的影响。主要创新性工作如下:（1）通过自编程软件ATOM,首次成功地对两共晶相在SEM/EBSD下进行了区分,实现了微观范围内对铝硅合金的显微组织和晶体学表征。此两相区分技术也适用于其它Al-Si系合金,以及具有类似表征难点的其它合金体系。（2）研究发现,未变质共晶Si晶体在微米尺度范围内呈层片状并沿着<110>方向伸长,这与之前报道的孪晶面凹角边缘（TPRE）模型中的纳米尺度范围内观察到的<112>择优生长方向不符,提出共晶Si的生长方向在纳米尺度范围和微米尺度范围内有一定的差异。在TPRE模型的基础上,建立了 Si-<110>择优生长的三维模型。在此模型中,Si晶体沿着平行孪晶面上成对出现的<112>方向呈锯齿型交替生长,导致141°凹角不断地消失和产生,最终表现为<110>方向择优生长。这种生长方式保证了Si晶体的{111}低能面与熔体接触。（3）基于显微组织和晶体学表征,澄清了关于两个共晶相的晶体学取向关系的长期争论,确定在当前的凝固条件下未变质和Sr变质合金中两个共晶相之间没有确定的晶体学取向关系,明晰了是熔体的局部成分满足了两相形核的条件,并由此揭示了未变质共晶Si晶体的长板条形貌的形成机理。（4）加Sr变质剂后,尽管共晶Si晶体的形貌得到了显著的细化,但是仍然保持<110>的择优生长方向,证明了 Sr的添加并没有改变共晶Si晶体的生长晶体学特征。另外,在Sr变质共晶Si晶体上观察到了重复的单取向变体孪晶、多取向变体孪晶以及弯曲或台阶状的孪晶界,揭示了 Sr变质对共晶Si的细化机理是由限制TPRE生长和杂质诱导孪晶（IIT）生长主导。（5）采用原位中子衍射技术,探究了 Al-12.7Si-0.04Sr共晶合金中α-Al和Si两共晶相的热膨胀差异。在此基础上,提出了共晶Si晶体的破碎机制以及共晶α-Al基体的再结晶机理。前者主要是由于在热处理的加热阶段,两相间具有很大的热膨胀不相容性,共晶Si相不能随着α-Al相一起热膨胀,Si相在拉应力下发生破碎。后者主要发生在保温过程中,Si破碎产生了“毛细管”效应,激发Al原子向裂纹间隙处扩散,同时空位迁移到α-Al基体的内部,由此共晶α-Al相产生了畸变和缺陷;在高温下,这种晶体学缺陷的累积引发了 α-Al基体的回复和再结晶,进而导致了 α-Al晶粒的细化。（6）基于定向凝固技术,制备出具有特定传热方向的Al-12.7Si-0.04Sr合金。采用中子衍射和SEM/EBSD技术,探究了热处理前后α-Al和Si两共晶相宏观织构和微观织构的形成规律和演变机理,确定了织构和热传导方向的关系。上述研究深化了对共晶铝硅合金晶体学本质的认知,丰富了 Al-Si系合金的化学变质理论并扩展了其晶体学表征方法。