镁合金具有较高的比强度、比刚度,阻尼性能和电磁屏蔽性能优异,同时具有加工性能好、易回收等优点,因而得到广泛的应用。同时,镁合金的塑性低、耐蚀性差等缺点又极大的限制了其更加广泛的发展空间和应用潜力。研究发现通过向镁合金中添加稀土元素可以明显提高合金的性能,因此近些年来稀土镁合金成为镁合金研究领域的一个热点。目前Mg-Zn-Gd合金的研究仍处于初步阶段,合金中相的组成及演变规律尚不明晰。因此,本文以Mg-Zn-Gd系合金为主要研究对象,探究合金中三元相的演变规律及合金性能。本文主要采用常规铸造方法制备出一系列不同实验条件和工艺参数的Mg-Zn-Gd系合金,通过多种不同的分析测试手段研究了合金成分、熔体保温时间、合金凝固速度对Mg-Zn-Gd合金的微观组织形貌及构成的影响,重点研究并分析了合金中杆状相的演变规律及含杆状相的Mg-Zn-Gd合金的热稳定等性能。研究结果表明:不同稀土Gd含量的Mg-Zn-Gd合金中的微观组织形貌不尽相同,Mg_70-xZn₃₀Gd_x（x=3,4,5）三种合金中都存在有α-Mg相、Mg₇Zn₃相,此外,Mg₆₇Zn₃₀Gd₃合金中还存在花瓣状准晶相,Mg₆₆Zn₃₀Gd₄合金中还存在弥散分布的点状GdZn相及对称分布的杆状相,Mg₆₅Zn₃₀Gd₅合金中另外存在点状GdZn相和一种形貌不规则的相。对Mg₆₆Zn₃₀Gd₄合金中对称分布的杆状相进行分析发现,杆状相含有Mg、Zn、Gd三种元素为“三元杆状相”且各元素含量与准晶相相近,通过透射电子显微镜分析发现杆状相的衍射斑点复杂、不具有准晶相衍射特征。对Mg₆₆Zn₃₀Gd₄合金中对称杆状相的演变规律研究,发现杆状相的演变存在两种方式:第一种是合金熔体中首先形成片层状共晶结构,并且沿着中间线状α-Mg相分成对称的两部分,然后两部分枝晶相分别发生进一步的演变,各自由枝晶相转变成杆状相,最后形成对称分布的杆状相;第二种也是首先在合金熔体中形成片层状共晶结构,共晶结构也以中间线状α-Mg相为分界线分成对称的两部分,随后共晶结构整体演变成一条粗大的杆状相结构,然后从杆状相两端开始向内部不断凹陷,最后分裂成两部分即形成对称分布的杆状相。熔体保温时间、合金成分及熔体凝固速度都对Mg-Zn-Gd合金的组织形貌特别是杆状相的形成有着重要的影响;在Mg_70-xZn₃₀Gd_x（x=3,4,5）三种合金的性能研究中发现,杆状相的热稳定性比准晶相更高,并且杆状相在升温过程中出现负的电阻率温度系数现象,因此推测杆状相的原子空间排列结构类似准周期结构或者亚稳态结构。杆状相的耐蚀性最好,所以在一定程度下合金中杆状相体积分数越高合金的耐腐蚀性能越好;Mg₆₇Zn₃₀Gd₃合金中准晶相起到的颗粒增强相的效果因而合金的硬度及耐磨性最好。Mg₆₆Zn₃₀Gd₄合金中杆状相的颗粒增强效果比准晶相差,所以合金的硬度及耐磨性比准晶合金稍差。Mg₆₅Zn₃₀Gd₅合金中没有较为规则的颗粒增强相,所以合金的力学性能在三者中最差。从合金成分、热稳定性等方面分析表明杆状相与准晶相较为接近,杆状相的电阻率-温度曲线出现负温度系数表明其晶体具有类似准周期的亚稳态结构,但是杆状相的衍射斑点图像不具有准晶相特征,因此推测杆状相是一种“三元类准周期结构”相。