本文针对传统熔炼法制备Mg2Si存在的困难及其力学性质上固有的高脆性问题，采用机械球磨-反应热压工艺，对纳米晶Mg2Si的制备、增韧及性能进行系统研究。主要内容包括：⑴系统研究了各种制备参数的影响，成功制备出相对密度大于98％，晶粒尺寸约60nm的纳米晶Mg2Si块体，发现其力学性能显著优于传统粗晶块体。⑵采用Kawakit和Heckel方程对纳米晶Mg2Si的热压致密化过程进行了研究。发现Mg2Si在125MPa～1500MPa压力范围内都非常符合Kawakit方程，表明Mg2Si在热压过程的致密化可以用该方程进行描述和预测；对于Heckel方程，其致密化过程可大致分为三个阶段。⑶采用纳米压痕技术对纳米晶Mg2Si块体的力学性能进行了研究。发现纳米晶Mg2Si块体的硬度与晶粒尺寸存在反Hall-Petch关系；随孔隙率的增加，其弹性模量单调下降。连续刚度测试发现，随着压入深度的增加，纳米晶Mg2Si致密块体的硬度和弹性模量均趋于稳定，分别约为7.0GPa和116.9GPa；获得了纳米晶Mg2Si块体室温下的应变速率敏感性指数m=0.035。⑷Mg2Si的增韧途径及机理研究表明，轻金属Al、Mg及陶瓷相B2O3、Si3N4的复合能有效提高Mg2Si的断裂韧性。⑸考察了纳米晶Mg2Si块体在NaCl、HCl及NaOH溶液中的化学腐蚀性能。⑹研究了纳米晶Mg2Si作为锂离子电池负极材料的电化学行为，结果显示纳米晶Mg2Si具有很大的初次放电比容量(可达743mAh·g-1)，但是其容量衰减很快。