异质固-液界面广泛存在于许多核心工业产品的先进制造过程中,如高品质合金、芯片、高效散热及可再生能源器件的制备等。详尽了解异质固-液界面结构与热力学性质对于描述诸多相关关键物理过程至关重要,包括成核、润湿与铺展、晶粒生长、晶界运动、夹杂物输运等。随着实验和计算模拟技术的迅速发展,匀质固-液界面体系的研究已渐趋成熟,但在化学性质存在尖锐变化的异质固-液界面体系,研究尚显不足。迄今为止的关于异质固-液界面的研究集中在针对流体静压条件下的平衡态界面的表征,很少考虑非流体静压条件下固体的残余应力对界面结构与热力学性质的影响。为了更全面地认识异质固-液界面,本文以高温下发生预熔化相变的Al-Pb合金异质固-液界面体系为研究对象,通过唯象热力学理论和分子动力学模拟实验,探索应变作用下异质固-液界面的结构与热力学变化规律。在铝熔点温度附近小应变条件下,应用原子模拟预言应变诱导的预熔相变发生在异质固-液界面体系。构建了弹性-预熔相变的唯象热力学理论,并通过大规模分子动力学模拟,对这个热力学理论有效性进行了验证。定量解释了预熔化液体薄膜厚度在不同应变施加条件和过冷温度条件下的非对称性及非线性的变化规律,同时甄别出固-液界面过剩应力在此界面低维结构相变现象中扮演的核心角色。通过施加含时纵波型应变将界面预熔化相变与周期性应变动态关联起来。在动态调制预熔化相变的研究中,发现并厘清了一种新颖热力学驱动力自由能的物理机制。此热力学驱动力可以超高时间分辨率由施加应变调控,实现预熔液膜一个附属固-液界面移动速度和位置的高时空间分辨率操控。本研究预言了传统温控技术之外实现单质凝固/熔化动力学精密操控的潜在可能。此外,利用原子模拟呈现了弹性-预熔相变现象调控金属Pb液滴在Al表面润湿行为的预言。在异质固-液界面中获得的应变诱导预熔相变现象的理论认识基础上,将该现象中固-液界面受到定向操控的性质应用到Al金属晶界体系,实现了一种利用温度和应变驱动包含弹性-预熔相变晶界快速迁移的计算机模拟预言。其中处于应变施加状态的晶界一侧的应力在预熔过程中获得释放,预熔液膜在皮秒量级时间内重凝固完成晶界的迁移。定量测量了晶界迁移速度随温度和应变的响应变化规律。发现了两种类型的晶界迁移机制。对于薄预熔液膜体系（两倍晶格常数或更少）,晶界迁移呈现连续台阶型,晶界的移动和停滞具有随机性。对于厚预熔液膜体系,晶界以连续型方式迁移。本研究提供了晶界迁移新的洞察,建立了弹性-预熔化相变和固态相变之间重要联系。最后,我们将应变诱导的预熔相变研究推广到弯曲界面体系,选择了嵌入单晶金属铝基体中的液相Pb夹杂物。发展出适用于固体基体中液相夹杂物的平衡态原子模拟技术。将Irving-Kirkwood算法引入到受限液相夹杂物径向局域压强张量分布函数的计算中,呈现出夹杂物内压和界面预熔化层连同块体基体之间精妙的力学平衡,为受限液滴界面预熔化相变取得理论突破,奠定了微观物理图像和热力学数据基础。