目前材料与化工学院在凝固理论方面的研究具有一定的国际影响。所建立的形核过冷度、形核方式判据、临界形核率、单晶形成条件、固/液界面能和晶体生长方式转变等6个理论模型分别在《Science in China》、《Metal. Mater. Trans. A》、《Progress in Natural Science》、《Mater. Trans. JIM》、《Acta Material》等著名学术期刊上发表，并在国际上产生了较大影响。所得到的判断匀质形核与异质形核的方法和理论判据，解决了美国人建立形核理论五十多年来，国际上一直无法对过冷熔体形核方式进行判定的问题；所建立的金属固/液界面能理论模型，是目前国际上几个固/液界面能理论模型中，唯一既能与熔点下的实测值相吻合，又能与过冷状态下实测值相吻合的模型；所建立的过冷状态下晶体由小平面生长向非小平面生长转变的理论模型及其转变的临界过冷度，是国际上唯一一个可对晶体由小平面生长向非小平面生长的转变进行定量研究，且理论值与实测值完全吻合的模型，用此理论模型对Si和Ge由小平面向非小平面生长方式转变所预测的临界过冷度与实测值非常吻合，误差小于3%。

凝固技术研究方面，无限长单晶铜线的生长技术主要研究单晶铜线材的生长技术及其信号传输性能。为了制备直径细小且足够长的单晶线材，西安工业大学单晶连铸实验室提出了区域融炼与传统热型连铸相结合的思想，成功地研制出一台横引式热型连铸设备，该设备解决了固液界面形状位置的控制、液体金属液面高度控制等关键性问题，并深入研究组织演化机制以及铸型温度、冷却能力、抽拉速度等工艺参数对凝固组织的影响，成功开发出金属线材单晶化技术，制备出直径为1mm，2mm，3mm长度不受限制的单晶铜线材，达到国内领先水平，并申请国家专利2项，获1项教育部优秀青年教师奖，1项陕西省科技进步二等奖。在2项国家自然科学基金的资助下，研究了晶界等晶体缺陷对线材传输性能的影响，在晶界对线材传输性能的影响以及变形工业单晶铜线材正反方向性能差异的微观机制等理论方面取得了一定的突破，受到国内外的关注。

在单晶金属线材的信号传输特性及其微观机制研究中，采用的研究方法是：利用凝固技术、塑性变形、再结晶退火等基本原理，设计和制作含有不同晶界数量和分布的金属铝、铜试样，用于检测和研究晶界对金属导电率和信号传输性能的影响规律；建立晶界对信号传输影响的物理模型，分析晶界对信号传输的影响的微观机制；研究直接制备超细、无限长单晶金属线的技术原理，设计区域熔化、定向凝固铜线材单晶化设备样机。本项目属于应用基础研究。通过对本项目的研究明确了晶界对金属导体信号传输的影响程度，传输信号的频率越高，晶界引起的失真越大。这一研究结果证明采用单晶金属线材制造高保真电缆有着重要的应用前景。由周尧和院士、胡壮麒院士和介万奇教授主编的全国高等技术重点图书《凝固技术》及常国威主编的21世纪新材料科学与技术丛书《金属凝固过程中的晶体生长与控制》中都收录和引用了本项目的研究论文及研究成果。目前，单晶连铸技术已经成为材料科学与工程领域的研究热点，并已经逐步走向产业化，国家计委和国防科工委分别给西北工业大学投资1.12亿和900万元兴建高技术产业化示范工程。甘肃工业大学也与焦作钢厂合作开发单晶连铸技术本课题组也承担了“十五”国防支撑技术项目开发单晶铜线材在雷达通讯中的应用研究，同时，已经成功研制出采用区域熔化铜线材单晶化技术，为实现铜单晶化线材的产业化和商品化打下坚实的基础。

凝固技术的应用研究方面，主要研究无凝固收缩铝硅合金及其熔铸技术。利用合金中半导体元素硅在凝固时的膨胀抵消合金中金属元素在凝固时的收缩，研制出了一种在凝固时不发生收缩并具有超细组织的新型铝合金。这种合金是目前国内外仅有的一种在凝固时不发生收缩的铝合金。这不仅消除了传统合金铸造时因体积收缩而引起的缩松和缩孔等铸造缺陷产生的根源，而且也可省去传统铝合金铸造时所需要的重量为铸件重量0.6-3倍的补缩系统，可大大节省材料、能源及人力，使铸件生产成本大幅度降低。无凝固收缩铝硅合金及其熔铸技术已获国家发明专利和陕西省科学技术二等奖。

总体来说，近年来材料学院在凝固理论方面的一些研究已位居国际先进行列，在凝固技术方面的研究也获得了不少的成果，在国内也引起了较大的影响。