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Mg-Cu合金是一种新颖的相变储热材料,具有高热导率、高储能密度、低腐蚀性、稳定的热物理性能等优点,在中、高温储热系统中具有广阔的应用前景。国内外早期对于铝基合金相变储热材料的研究比较多,铝基合金腐蚀性强,镁基材料的腐蚀性远小于铝基材料,因此镁基储热材料在中、高温储热方面有着得天独厚的优势。实验方法研究相变储热材料的同时,采用计算机模拟方法可以突破传统实验的局限性。分子动力学模拟是一种研究储热材料的新方法,可以模拟极端条件、直接观察到原子的变化等优点,目前采用分子动力学模拟研究合金储热材料的热物理性能还较少。本文选用LAMMPS软件中的原子嵌入势（EAM）,建立了金属Mg晶体、Mg-24Cu合金、Mg-31Cu合金、Mg-40Cu合金的块体模型,选取了NPT系综,以1012K/s的冷却速率,对其凝固过程进行了分子动力学模拟。用Ovtio软件观察到金属Mg晶体、Mg-24Cu合金、Mg-31Cu合金、Mg-40Cu合金在凝固后都形成了晶体结构,每个原子的排列情况;均方根位移与径向分布函数都表明合金完成了固液转变,形成了晶体结构。双体分布函数表明,Mg-Cu合金中不同原子之间有更强的相互作用,这种相互作用有利于α-Mg+Mg2Cu共晶体的形成,从而改变合金的热物理性能。用分子动力学方法模拟了7种不同组分Mg-Cu合金的热物理性能。在NPT系综下,Mg-Cu合金的密度随温度的升高而降低,随着Cu含量的增加,密度单调增加。根据能量-温度曲线与比热容-温度曲线确定了合金的熔点与比热容,随着Cu含量的增加,熔点先降低后升高,Mg-31Cu合金的熔点最低;当温度从300K升至700K时,Mg-Cu合金的比热容增加;当Cu含量从20%上升到45%时,Mg-Cu合金的比热减少。根据相变过程中能量的变化曲线确定了合金的融化焓,Mg-Cu合金的熔化焓随着Cu含量的增加,先增加后减小,Mg-31Cu合金的熔化焓最大。采用非平衡分子动力学方法计算了Mg-Cu合金的热导率,热导率随Cu含量的增加而降低,但总体来说热导率仍然很高。设计并制备了三种不同组分的Mg-Cu合金,采用X射线衍射（XRD）与电子探针（EPMA）分析了合金的组成成分,用金相显微镜（OM）观察了合金的微观结构,用差示扫描量热法（DSC）测试了热物理性能。对比Mg-Cu合金热物性的模拟值与实验值,相互补充了径向分布函数与EMPA的结论。密度的模拟值与实验值相互吻合;相变温度和相变焓的模拟值与实验值数据相差较大,但是它们的变化趋势一致;比热容和热导率的模拟值与实验值有一定的偏差,但是在可以接受的范围之内。径向分布函数的结论与EMPA的结论一致,从不同方向描述的Mg-Cu合金微观结构相互吻合。