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本文综合利用各种结构表征技术(包括扫描背散射电子成像(BSE-SEM)、透射电镜电镜观察、高分辨电子显微术(HRTEM)、高角环形暗场成像(HAADF)以及动力学衍射和高分辨像模拟等方法），研究了Mg-2％Gd(at.％)、Mg-1.75％Gd-0.13％Zn(at.％)以及Mg-1.89％Gd-0.05％Fe(at.％)合金中某些独特析出相的形成、结构特征以及演变过程。取得的主要的研究成果概要如下所述: 1、电镜原位加热观察发现，固溶态Mg-2％Gd合金薄片试样在250℃+2h时效后，除了析出通常的球状β相外，还析出一种与块体合金中析出结构不同的长条状新相，本文命名为β1相。β1相主要形核生长于两个球状β相之间，虽然这种存在特征与块体中面心立方结构的β1析出相十分类似，但析出结构却不相同，β1相结构与体心立方Mg0.3Gd0.7相类似，晶胞参数a=0.394 nm。β1析出相沿{10-10}Mg面生长，具有三种取向变体，与Mg基体的取向关系为:<001>β1//<0001>Mg，{100}β1//{10-10}Mg，{010}β1//{11-20}Mg。随着时效时间增加至5h，β相趋于消失，β1相数量有所增多，平均尺寸也有所增大。 2、揭示了微量Zn元素对Mg-1.75％Gd-0.13％Zn合金在250℃时效析出的影响，发现了一种新的时效析出相，本文命名为δ相。δ相成棒状生长于镁基体中，有12种变体，其(001)δ面上的原子排列与六方结构(0001)面类似，其结构被确定为属于单斜晶系，晶胞常数为aδ=0.848 nm，bδ=1.604 nm，cδ=0.521 nm，α=90°，β=90°，γ=100.9°。电镜中的原位加热时效中也观察到δ相的形成，只是尺寸相对块体合金要小一些。 3、在固溶态的Mg-1.89％Gd-0.05％Fe合金中发现了一种含Fe的类LPS结构，本文暂命名为LPS相。LPS相在(0001)面上具有不同于通常LPS结构的溶质原子有序排列方式。基于HREM/HAADF观察结果以及计算机模拟提出了LPS相的理想原子模型，LPS相的晶胞参数为:a=b=1.668 nm，c=3.647nm，α=90°，β=90°，γ=120°，与镁基体的取向关系为:[0001]LPS//[0001]Mg，[01-10]LPS∥[11-20]Mg,[2-1-10]LPS//[1-100]Mg。