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镁合金作为目前工业应用中最轻的金属结构材料，因其比强度、比刚度高，良好的电磁屏蔽性能及易于加工、回收等优点，被誉为“21世纪绿色金属工程材料”，并广泛用于汽车、通讯、电子、航空航天等领域。众所周知，材料的结构决定材料的性能。研究表明：常压条件下，镁具有密排六方结构（hcp），而在高压条件下还可能以体心立方结构（bcc）、双层密排六方结构（dhcp）和面心立方结构（fcc）存在。从滑移系数量分析，面心立方结构的塑性最好，体心立方结构的次之，密排六方结构的塑性较差。因此，借助高压手段改变镁的晶体结构可以实现提高其塑性之目的。本文的研究工作与成果如下：（1）采用第一性原理理论，分别从高压条件下的能量、电子结构、弹性常数等方面，系统研究了镁的密排六方结构、体心立方结构、双层密排六方结构和面心立方结构在压力条件下的稳定性与相变顺序。结果表明，在0220GPa范围内，镁的hcp、bcc、dhcp和fcc四种结构的体积随压力的增大逐渐减小，且能量均随着压力的增大而逐渐升高。通过比较镁的四种结构的焓差可知，当P=0GPa时，hcp结构最为稳定，其次是dhcp，再次是fcc，bcc最差。当P=65GPa时，发生hcp→bcc相变，此时bcc最为稳定；当P=130GPa时，dhcp结构较hcp结构能量低，因而可能会产生hcp→dhcp结构转变；当P=190GPa时，fcc结构的能量低于hcp结构，因而发生hcp→fcc结构转变。通过分析镁的hcp、bcc、dhcp和fcc结构在零压力及其相变点处的态密度和弹性常数证实了上述相变发生的可能性。（2）应用第一性原理方法研究了元素铝的添加对于纯镁的密排六方和体心立方结构的稳定性、相变顺序和电子结构的影响。结果表明，在0100GPa范围内，Mg，Mg-4.17at.%Al和Mg-8.33at.%Al的hcp和bcc结构的体积随压力的增大逐渐减小，而能量随着压力的增大而逐渐升高。通过比较Mg，Mg-4.17at.%Al和Mg-8.33at.%Al的hcp和bcc结构的焓差可知：对于纯Mg而言，当P=60GPa时，发生hcp→bcc相变；而对于Mg-4.17at.%Al和Mg-8.33at.%Al而言，当压力分别为70GPa和85GPa时，会产生hcp→bcc结构的转变。意味着Al原子的添加延缓了镁的hcp→bcc结构转变，且Al原子的添加量越多，其延缓程度越大。（3）对400℃、24h固溶处理后的AZ91D镁合金进行高压处理，分别研究了保压时间和压力大小对高压处理后的AZ91D镁合金组织及其性能的影响。结果表明：①高压处理明显细化了AZ91D镁合金的晶粒组织。当压力为3GPa、时间为60min时，AZ91D镁合金获得较好的细化效果：晶粒细小且均匀，细化后的晶粒尺寸约为常压处理后晶粒尺寸的1/81/10。②高压处理后AZ91D镁合金晶粒内部存在大量的孪晶组织，且孪晶数量与压力和保压时间密切相关。③压力不仅对β-Mg17Al12相的析出具有抑制作用，而且还对β-Mg17Al12相的析出位置有明显影响。④高压处理后的AZ91D镁合金的硬度提高。当保压时间为60min、压力为3GPa时，AZ91D镁合金获得硬度最大值为69.033HV。⑤高压处理后的AZ91D镁合金的耐蚀性得到了提高。当压力为1GPa且时间为60min时，AZ91D镁合金获得最高腐蚀电位为-1.053V。