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为了系统阐释Mg-Al-Si合金中Mg2Si相的变质机理，采用Al-10wt.%Sr中间合金对Mg-6Al-1.5Si合金进行变质处理，从实验角度研究Sr元素对Mg2Si形态的影响并探讨Sr元素对Mg2Si相的作用机制。同时，运用基于密度泛函理论的第一原理方法，从Mg2Si和Al4Sr的体相性质和表面性质研究出发，构建Al4Sr(100)/Mg2Si(100)异质形核界面模型，揭示镁合金中的Mg2Si相在Al4Sr基底上的原子堆垛规律，阐明了Al4Sr作为Mg2Si异质核心的潜力，为Mg-Al-Si合金中Sr元素对Mg2Si相的变质行为提供理论依据。研究得出的主要结论有：Mg-6Al-1.5Si合金经过0.5wt.%Sr变质处理后，合金中Mg2Si相的组织形态发生了很大改变。块状的初生Mg2Si由变质前的不规则多边形转变为形状均匀的方形和少量三角形，而汉字状的共晶Mg2Si相变得更为细小。通过能谱分析发现，块状Mg2Si相的内部存在含Al、Sr的化合物，推断该化合物为Al4Sr，同时，还有富余的Sr元素存在。Sr对初生Mg2Si相变质的机理不仅存在异质形核作用，同时还存在Sr元素偏析引起的Mg2Si晶体生长方式的改变。Mg2Si(100)面的弛豫作用主要发生在表面结构的前三层。对于Mg终止表面，表面层厚度大于11层时表面结构的层间距变化趋于收敛。而Si终止表面，超过9层时层间距变化逐渐趋于稳定。表面能计算结果表明，Mg终止的Mg2Si(100)表面在热力学上比Si终止表面更稳定。对Mg2Si(100)表面电子结构的分析结果表明，Mg终止表面具有金属/共价键的共同作用，而Si终止表面是良好的半导体材料，其内部存在共价键。Al4Sr(100)表面的弛豫主要发生在前三层，弛豫现象在Al4Sr(100)面内部并不明显。表面能计算结果表明，Sr终止表面在结构上比Al终止更稳定。对Al4Sr(100)表面表面电子结构的分析结果表明，Al4Sr(100)表面存在金属/共价键作用。Al4Sr(100)/Mg2Si(100)界面存在四种不同的构造类型，Al-Mg界面的界面间距最低，Al-Si界面次之，这表明Al-Mg之间比Al-Si更易形成化学键；Al-Si界面的结合能高于Al-Mg界面，从能量角度上来说Al-Si构成的界面比Al-Mg界面结合强度更高。对Al4Sr(100)/Mg2Si(100)界面的电荷密度图和差分电荷密度图进行分析，发现Al-Mg和Al-Si界面处均形成了极性共价键。总体而言，Al-Si界面的共价键要强于Al-Mg界面的共价作用。从界面能角度上来看在形成Al4Sr(100)/Mg2Si(100)界面时，Al4Sr(100)表面一侧的Al原子更容易与Mg2Si(100)端的Si原子结合形成界面，而且能保持界面的稳定性。根据以上对界面的原子结构和原子键合的分析，证明Al4Sr完全具备作为Mg2Si异质形核核心的能力。