其实人们很早就发现相变现象了，只是那时还没有“相变”这个概念。与我们生活非常密切的水在相变方面表现得非常直观。古希腊时期，一个叫Thales（B.C.624—B.C.546）的先贤看到海水蒸发成雾气，形成云后又化作雨而入海，进而提出“世界是由水构成的”。水可变成冰、雪、汽。它的这些变化给地球带来了生机。水蒸气是一种温室气体，其温室效应是CO2的2～3倍。但由于水蒸气在大气环境下会发生相变而成为雨，故空气中水蒸气不会累积，其量变化不大。因此，我们往往不考虑水蒸气在温室效应方面的影响。

对相变尤其是固态相变的研究是随着19世纪采矿、冶金业的出现而开始的。1864年，英国科学家Henry Sorby利用改装的反光显微镜观察钢的抛光面。结果他发现，钢是由许多独立小晶粒组成的，而且钢在加热和冷却时，其组织也会发生变化。1869年，爱尔兰化学和物理学家Thomas Andrews（1813—1885年）研究了CO2的压力、温度和体积之间的关系。在此过程中，他提出临界温度和临界压力的概念，以表明气态和液态间的转变是连续的。后来Gibbs在他的研究中引用了Andrews的一些结果。

1911年，人们发现的超导现象及在1930年代发现的液氦超流效应更是引起了物理学家们对相变的兴趣。如今，相变和临界现象在物理学中仍是充满难题和意外发现的领域之一。相变还在材料、地质、化工等诸多领域有着重要的意义和应用。(www.daowen.com)

许多材料属多晶材料。为使材料获得某些性能，我们在材料的制备过程中，可使其晶相组织发生一些晶型变化。比如，在Al2O3中引入ZrO2，利用ZrO2从四方晶型转变成单斜晶型时，体积有所增加，进而提高Al2O3的韧性（见3.7.1节）。再如珠光体，它兼有金属的塑性、韧性和陶瓷的硬度、强度。因此，铁碳合金要具有一定的韧性、硬度和强度，其组织应含有珠光体。而珠光体的形成过程即为一个相变过程。要使碳钢具有高硬度、高强度，其组织应含有马氏体组织。淬火钢中的马氏体是由奥氏体发生相变而成的。

此外，铁电材料的压电、热电等效应的产生；单晶、多晶和晶须从液相或气相中的形成；金属的铸造；微晶玻璃的形成等都涉及相变的发生。当然，如果发生有害的相变，我们要尽量减弱其影响。比如α和β-石英间的迅速转变容易导致普通陶瓷坯体的破裂，故温度在573℃左右时，应慢速升温或降温。由此可见，相变对材料的结构、性能和工艺有着重要影响。