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随着科技的发展,电磁辐射污染日益严重,电磁屏蔽材料的发展势在必行。已有的研究表明,与传统金属、复合屏蔽材料相比,镁合金具有密度低、质轻、力学性能好的优势,其中Mg-Zn-Y系合金作为高强度镁合金,受到了广泛的关注,但是关于Mg-Zn-Y系合金电磁屏蔽性能的研究十分有限,尤其是对于Mg-Zn-Y合金中LPSO相的特性,排列方式对电磁屏蔽性能的影响机制还没有被揭示清楚。本文以Mg-Zn-Y合金为研究对象,通过第一性原理和等效传输线屏蔽理论,系统的计算了LPSO相和W相的电子结构,成键特点,相稳定性,电荷密度与力学性质,并对LPSO相的特性与排布对电磁屏蔽性能的影响进行了计算,在此基础上设计了Mg-Zn-Y合金电磁屏蔽模型;依托设计的电磁屏蔽模型,通过定向凝固制备了Mg98.5Zn0.5Y1合金,采用OM、SEM、EBSD、TEM、XRD等实验手段对合金组织,LPSO相的生长位相,形成原理进行了研究,并结合Zr元素的添加与异步轧制技术分析了Mg98.5Zn0.5Y1合金的电磁屏蔽性能;同时研究了合金在异步轧制和等通道挤压下的组织和力学性能,获得了如下研究结果:首先,为了更深入的了解Mg-Zn-Y合金中14H-LPSO相和W相的微观结构与特性,为分析第二相对组织和电磁屏蔽性能的影响奠定基础,通过第一性原理计算方法,计算了14H-LPSO相与W相（Mg3Y2Zn3）的能带结构,态密度,电荷密度以及弹性性质。结果表明,14H-LPSO相成键峰主要来自Mg的3s轨道,Zn的4s轨道,Y的4p轨道,还有少量的Y的5s轨道。W相的成键峰主要来自Mg的3s轨道,Zn的3p轨道,Y的4d轨道。电荷密度分析表明:两相都包含共价键,W相的键共价性更强,结构更加稳定。导电性关系为α-Mg>14H-LPSO>W相。通过对弹性常数的计算,预测了下列性质:（1）塑性关系为α-Mg>14H-LPSO>W;（2）W相抵抗变形的能力要大于14H-LPSO相;（3）W相和14H-LPSO呈现脆性,α-Mg呈现塑性。其次,从理论上系统的计算了LPSO相电导率,磁导率和排列方式对电磁屏蔽性能的影响,为后续实验建立基础。在理论计算中认为,随着LPSO相电导率的增加,电磁波的透射参数降低,电磁波反射强度增高,电磁屏蔽性能增加。当LPSO相磁导率增加时,可以增加电磁波的衰减程度,但是在一定程度上削减了LPSO相对电磁波的反射率。LPSO相电导率和磁导率的增加都会增加电磁屏蔽性能。对LPSO相的排布对电磁屏蔽性能的影响计算结果表明,相比于单一均匀平面体屏蔽模型,在较高频率下,双层LPSO-α-Mg电磁屏蔽模型能够使反射损耗,吸收损耗和多重反射损耗均有一定程度的增加,有利于电磁屏蔽性能的提升。在此基础上,提出LPSO相在Mg-Zn-Y合金中多层均匀排列的电磁屏蔽模型。第三,为了得到LPSO相在Mg-Zn-Y合金中多层均匀排列的电磁屏蔽模型,通过定向凝固工艺制备了Mg98.5Zn0.5Y1合金,研究了LPSO相的结构特性,形成原理和合金的电磁屏蔽性能,同时分析了Zr元素的加入对合金组织和电磁屏蔽性能的影响。结果表明,定向凝固条件下,合金中晶粒的生长方向大致为??1210??方向,同时生成了大量片层状的14H-LPSO相。14H-LPSO相的形成伴随着层错的产生,形成于Mg基体（0001）面,延伸方向与α-Mg基体的[1210]方向平行。层错与14H-LPSO相以相同的方向在基体内析出,层错形核被认为是优先的形核机制。在压缩实验中,合金沿着晶体生长方向上的力学性能高于垂直于晶体生长方向上的力学性能。对合金电磁屏蔽性能测试的结果表明,在301500MHz频率下,定向凝固Mg98.5Zn0.5Y1合金的电磁屏蔽性能达到了71113dB,高于常规凝固下合金的电磁屏蔽性能,原因在于合金中大量有序排列的LPSO相增加了内部界面,阻碍了电磁波在镁基体中的传播,增强多次反射损耗,提升了电磁屏蔽性能。Zr元素的加入会使晶粒细化,14H-LPSO相变得细小,合金的屈服强度为120MPa,抗压强度为265MPa,延伸率为23.7%,力学性能得到提高。Zr元素的加入对电磁屏蔽性能影响较小,电磁屏蔽性能仅在高频下有少量的提高。第四,为了进一步调控LPSO相的取向,使定向凝固Mg98.5Zn0.5Y1合金中的LPSO相取向更加一致,对合金进行了异步轧制,研究了异步轧制情况下定向凝固Mg98.5Zn0.5Y1合金组织变形规律和电磁屏蔽性能。结果表明,经过异步轧制,合金中产生大量的孪晶,形成了（0002）<1010>基面织构。14H-LPSO相对合金轧制过程中的再结晶有一定的抑制作用。随着轧制道次的增加,14H-LPSO相逐渐偏向于轧制（RD）方向,取向更加一致。轧制温度提高,非基面滑移系启动,合金的屈服强度和抗拉强度下降,而延伸率则快速提高,压下量的增大有助于合金屈服强度和抗拉强度提高。异步轧制后,合金的电磁屏蔽性能达到88112dB,在高频下提升了约20dB,一方面是因为晶粒中LPSO相的排布更加均匀、紧密,增加了反射损耗和多重反射损耗;另一方面,基面织构的形成也会增加轧制面与空气阻抗不匹配程度,导致合金的反射损耗SER得到显著提升,也在一定程度上提高了合金的电磁屏蔽性能。最后,研究了等通道挤压下定向凝固Mg98.5Zn0.5Y1合金组织性能,讨论了等通道挤压过程中LPSO相对组织性能的影响。研究结果表明,经过等通道挤压,合金中形成了基面织构,大量片层状的14H-LPSO相使位错堆积,加剧晶粒的细化。随着挤压温度的升高和挤压道次的增加,再结晶现象逐渐增多,并且发生了二次再结晶,组织均匀化程度在不断提高。挤压过程中,14H-LPSO相经历了从弯曲,扭结交错,到断裂三个阶段。经过三道次的挤压,合金的屈服强度和极限抗压强度在逐渐上升,分别达到240Mpa和295Mpa,而延伸率却逐渐下降。等通道挤压过程中,相对于织构对合金屈服强度的影响,细晶强化的效果更明显。等通道挤压以后,由于晶界的增加以及晶格的畸变增加了电子散射,合金的电导率逐渐下降。