随着高精尖装备的高速发展以及结构轻量化需求的不断增加,具有高导热性能的新型轻质结构材料成为当今世界各国研发的热点之一。镁及其合金是一类优良的导热材料,开发高导热镁合金是解决当前工业应用中一些大功率、高精密复杂设备散热问题及轻量化需求的有效途径之一。本文在现有的镁合金热物性能研究基础上,结合当前商用镁合金的应用实际,并在控制材料制备成本的原则下,选取以Cu为第三组元的Mg-Zn系镁合金为研究对象。设计了 Mg-2Zn-xCu(x = 0,0.5,1.0,1.5(at.%))镁合金,熔炼制备了符合要求的合金试样,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段和导电及导热性能测试手段,系统地研究了不同Cu含量的Mg-2Zn-xCu合金在铸态、固溶态及时效态时的显微组织和热物性能。从显微组织演变,电导率和热导率变化规律出发,深入研究了一次凝固析出第二相及时效析出相对合金热物性能的作用机理。本研究得到的数据和结论,将为新型高导热镁合金的研发提供更多有价值的参考。通过研究发现,随着Cu含量增加,共晶组织体积分数逐渐增加,并由不连续块状逐渐演化为连续网络状,其中凝固析出第二相为立方结构的MgCuZn相,而且合金晶粒尺寸减小。铸态合金电导率和热导率均随Cu含量增加而上升,主要原因是含有大量Cu原子的MgCuZn相的体积分数增加,为热量的传输提供了更多的自由电子,呈网络状分布时,为热量的输运提供了择优性传输通道。另外,第一性原理模拟计算结果同样表明,含Cu的MgCuZn相较不含Cu的MgZn2相具有更高的导电能力。固溶处理后含Cu合金中共晶组织部分溶解,未溶MgCuZn第二相颗粒呈项链状分布在基体和晶界上,且体积分数随Cu含量增加仍呈上升趋势。固溶处理后,合金电导率和热导率与铸态时相比明显下降,溶质原子的回溶造成基体较强的晶格畸变是产生此现象的主要原因。时效过程中,含Cu的合金较不含Cu的合金在时效初期析出动力更强,且含Cu合金在时效处理过程中经历了多个阶段,在时效6 h的合金基体中观察到了 G.P.区,时效24h后,基体中出现了取向一致的块状MgZn2时效析出相,该相的尺寸及弥散分布特点决定其对合金电导率和热导率的负面作用较小,而溶质原子脱溶析出极大地降低了晶格畸变程度。