相变在凝聚态物理、材料科学领域占有十分重要的地位。利用相变原理理解和控制材料微结构的不稳定性、演化和物性的显著变化，可以开发新型材料。新材料在因相变获取优异性能而广为使用的同时，也因相结构的不稳定性带来复杂的变形行为，对其服役过程的安全性和可靠性带来不小的挑战。相场法基于非平衡热力学和场理论，采用连续变量来模拟不连续现象，通过引入场变量及其梯度分别描述相和相界面，求解场变量时空演化的系列偏微分方程，从而获得瞬时微观结构演化信息在研究材料中各种微结构变化。发展跨尺度相场模型，使其可以输入热力学、动力学、晶体数据库等微观结构信息，同时考虑多重热力学驱动力和多重动力学耗散过程，实现多物理场耦合、多重时间、空间和能量尺度下的微结构演化模拟。利用相场模拟揭示新型材料包括能源材料中涉及组分扩散、缺陷运动、相变、断裂损伤等过程的微结构不稳定性现象与复杂断裂耐久可靠性机理。