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高强度铝合金的开发通常面临很困难的问题：由于析出相的尺寸很小，很难对早期增强析出相颗粒的成分、结构和演变进行精确表征。即使对与广泛使用的AlCuMg合金(该合金的时效析出硬化现象是Wilm在一个世纪前发现的)，始终存在着最基本的科学问题，即最有效的增强析出相S相有几个不同的前驱体，它们是怎样转变成S相的？本文利用电子显微镜中的原子成像技术和第一性原理计算解决这些问题。研究表明早期的S相具有高度动态的结构和成分。通过具有基因结构的双层Cu-Mg原子墙引导S析出相的演变，通过三种方式的形核，成熟和生长最终形成了具有偶数Cu-Mg原子墙的S析出相。