镁合金具有密度小，理论比容量大，标准电极电位负、电压范围广等优点，因此作为阳极材料被广泛应用于化学电源中。目前，镁基阳极材料还存在极化严重、阳极利用率低、激活时间长等不足。传统镁基阳极材料的开发以“尝试法”为主，研发周期长，浪费了大量人力和物力，严重阻碍了镁基阳极材料的发展。2011年，随着“材料基因组”计划的的提出，研究者希望通过材料的设计来开发新型镁基材料。相图作为“材料基因组”中的重要组成部分，受到越来越多研究者的关注。目前为止，已报道的镁基阳极材料相平衡信息相对匮乏，有必要对其相平衡信息进行完善，并利用CALPHAD(Calculation of Phase Diagrams)方法，建立Mg阳极材料多元系的热力学数据库，对开发新型镁基阳极材料具有重要的理论意义和实际应用价值。　　本研究主要通过合金法对部分重要Mg-(Pb，Zn，Al，Sn)基三元系的相平衡进行了实验测定，并利用CALPHAD方法对上述三元系的相图进行了热力学优化与计算，建立了Mg基阳极材料多元系的热力学数据库。利用所建立的热力学数据库设计合理的合金成分，并对Mg基合金的组织控制与电化学性能等开展了研究工作。本研究的主要内容如下:　　(1)本研究通过合金法对Mg-Pb-X(X: Zn、Al、Sn)、Al-Pb-X(X: Zn、Sn)和Al-Sn-Zn各三元系在200℃、300℃和400℃时的等温截面相图进行了实验测定。在上述实验测定的各三元系等温截面相图中均未发现三元化合物的存在。　　(2)本研究系统地收集和整理现有的热力学性质及相图的实验数据，采用合理的热力学模型，对Pb-X(X: Mg、 Eu、Lu)、Mg-Pb-X(X: Zn、Al、Sn)、Al-Pb-X(X:Zn、Sn)和Al-Sn-Zn各体系的相平衡进行了热力学优化与计算，计算结果与实验结果取得了良好的一致性。结合本研究所取得热力学数据以及收集文献报道的热力学计算结果，充分考虑模型的兼容性和统一性，建立了Mg-Pb-Zn-Al-Ga-Sn多元系的热力学数据库。　　(3)本研究利用Mg-Pb-Zn-Al-Ga-Sn多元系的热力学数据库，计算了Mg-5Pb-Zn、Mg-Pb-Zn-Al、Mg-Pb-Zn-Ga、Mg-Pb-Zn-Al-Sn、Mg-Pb-Zn-Al-Ga和Mg-Pb-Zn-Al-Ga-Sn的纵截面相图和相分数随温度的变化曲线。结合纵截面相图和相分数的计算结果，设计并制备了一系列合金。　　(4)本研究通过不同的热处理工艺实现了对微观组织的控制。铸态合金中的合金元素富集在晶界处，随着热处理时间的延长合金元素逐渐固溶在镁基体中;当Zn含量较少时合金为均一的固溶体，当Zn含量为7wt.％时，合金中MgZn的析出量为0.9％;在Mg-5Pb-7Zn合金中添加微合金化元素Al和Ga，随着微合金化元素含量的增加，合金中分别析出了Al12Mg17相和Mg5Ga2相;合金在300℃保温72 h时组织均匀。　　(5)本研究对一系列合金电极在300℃保温72 h时的样品进行了线性极化、恒电流放电和交流阻抗测试。研究结果表明Mg-5Pb-7Zn-2Al-2Ga合金电极具有较好的电化学性能，该合金中析出了MgZn相，其相分数含量约为2％。该合金电极的腐蚀电流密度为0.662 mA/cm2，在恒电流为10 mA/cm2和100 mA/cm2时的平均放电电位分别为-1.84 V和-1.71 V，在电流密度为100 mA/cm2时放电1h后电流效率达到了84.5％。