合金材料在航空航天等重要工程应用领域都有着不可或缺的广泛应用。微波烧结作为一种新兴的制备方法,相比于传统方法,可以获得更加优秀的合金性能。相比于单一组分纯金属,合金中广泛存在的异质相是赋予其优秀性能的关键。而目前对于微波烧结过程中异质相对烧结行为的驱动机制仍不明晰,成为了限制微波烧结合金制备技术进一步发展的关键瓶颈。揭示异质相在微波烧结过程中对结构演化和最终性能的驱动机制,对于从根本上理解微波烧结机理,优化烧结工艺,提高产物性能具有重要意义。合金微波烧结中异质驱动机制的研究,提出了内部三维、原位在线、高分辨的严苛要求,传统实验方法难以胜任。同步辐射CT方法为异质驱动机制的研究带来了曙光。然而将现有SR-CT技术应用于微波烧结过程研究,仍存在实验仪器和实验方法上的诸多挑战。木文针对现有合金微波烧结与同步辐射CT的耦合实验系统,从仪器设备和方法两方面进行了改进,发展了更高分辨率的合金微波烧结过程原位SR-CT实验系统。基于新的实验系统,从介电异质相和磁异质相两方面,开展了异质驱动机制的研究。对于介电异质相,分别针对金属-金属体系和金属-非金属体系分析了异质相界面对于微波烧结进程的驱动机制。对于磁异质相,建立了磁性物质在磁场中不同受力情况对烧结行为的影响模型。最后,基于对以上全文工作的总结,提出了进一步开展研究的方向。本文主要研究内容如下:1.从仪器和方法两方面出发对现有微波烧结SR-CT原位实验系统进行了改进,开展了合金微波烧结过程烧结行为的原位CT实验表征。设计研制八维位移旋转系统解决了高分辨率小视场下样品超出视场以及高精度旋转的问题;利用开放式多层保温系统解决了开放环境下实现高温微波烧结的问题;针对投影偏移和环状伪迹问题发展了数据矫正方法:针对投影角度残缺的问题发展了数据修复方法。为后续驱动机制的研究提供实验和方法学基础。2.开展了介电异质驱动机制的研究,提出了金属-金属以及金属-非金属异质界面对微波烧结过程的影响机制。基于同步辐射CT实验结果,分析了异质体系中的特殊烧结行为,探讨了介电异质驱动机制。对于金属-金属异质体系,提出了金属间化合物增加损耗、促进扩散的驱动机制;对于金属-非金属异质体系,提出了异质界面促进烧结颈生长加快烧结进程的驱动机制。3.进行了材料磁性对微波烧结过程影响机制研究,建立了磁异质驱动模型。根据不同磁性材料在微波磁场中磁化行为的不同建立了磁异质驱动模型,并预测了磁异质体系在微波烧结过程中由于颗粒之间存在的引力或斥力驱动的各向异性致密化现象。利用同步辐射CT与扫描电镜实验结果证实了上述现象的存在,验证了该模型理论。进一步讨论了该模型的关键影响参数,分析了颗粒体积与形状对磁异质驱动机制的影响。