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近年来,航天武器装备对承力件的尺寸稳定性和轻量化提出更高的要求,镁合金室温抗拉强度可以达到450 MPa以上,弹性模量仅约45 GPa,呈现出明显的“强度-模量”不匹配问题,导致镁合金零件在高应力的服役状态下发生显著的弹性变形,严重影响服役效果,因此,开发高弹性模量镁合金对于航天武器装备的升级换代具有重要意义。针对上述问题,本文以广泛应用的高强耐热Mg-Gd-Y-Zn系镁合金为基础,通过在熔体中添加硅,以原位自生方式生成增强相,利用近液相线机械搅拌和对掺熔炼的方法实现了增强相的均匀分布和细化;采用ICP、OM、SEM、TEM、共振仪、纳米压痕和室温力学性能测试手段系统研究了新型Mg-Gd-Y-Zn-Si合金铸态、均火态、挤压态和时效态下的组织性能演变,重点揭示了增强相的体积分数、尺寸分布等特征,具体结果如下:采用普通模铸+液态搅拌法制备了三种合金VW75-xZn-ySi（x=0、0、2,y=1、2、2,wt.%）合金（简称1Si、2Si、2Zn2Si合金）,增强相发生了严重沉降和团聚现象。XRD表明:高模量增强相为YSi和Gd5Si3。三种合金增强相颗粒的平均粒径分别为5.7 μm、4.1 μm和3.5μm。挤压后三种合金增强相分布更加均匀,1Si和2Si合金增强相平均粒径分别被破碎细化至3.4μm和3.7 μm,2Zn-2Si合金平均粒径仍为3.5μm。添加Si和Zn后,伴随RE-Si相的形成提高了镁合金的弹性模量,其中2Zn-2Si铸锭底部增强相面积分数为8.5%,2Si合金为8.4%,1Si合金为5.7%,并且LPSO相进一步提高了弹性模量,2Zn-2Si铸锭底部弹性模量最大,为48.7 GPa,挤压变形后,增强相颗粒体积分数增大,合金弹性模量提高,2Zn-2Si为51.5 GPa,T5处理对合金弹性模量影响较小,2Zn-2Si合金T5态弹性模量为53.4GPa。添加Si和Zn后合金基体中固溶的稀土元素含量降低,导致析出强化效果减弱,2Zn-2Si合金T5态抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为239 MPa、145 MPa和6.5%,抗拉强度比1Si合金低约128 MPa。为提升Mg-RE-Zn-Si系高模量镁合金的力学性能,同时解决增强相的沉降和团聚现象,增加了稀土元素（RE）含量并采用模铸法+近液相线机械搅拌制备Mg-10Gd-8Y-1Zn-2Si合金（简称VW108M-A）。高RE含量结合近液相线搅拌能极大地促进增强相的均匀分布,挤压变形后,增强相颗粒破碎细化至0.9μm,体积分数为9.19%,平均长径比为1.12。该合金挤压态动态弹性模量为52 GPa,纳米压痕实验表明:高模量颗粒的平均弹性模量为147.5 GPa,结合Halpin-Tsai模型计算得到挤压态该合金弹性模量计算值为50.8 GPa,与实验值相比误差为3.4%。该合金在200℃/26 h达到峰值硬度,T5态的室温拉伸性能:抗拉强度为377 MPa,屈服强度可达275 MPa,延伸率为2%。为抑制稀土元素和硅元素的结合,充分利用RE元素的时效强化作用以提升力学性能,同时为细化增强相尺寸,抑制增强相沉降,采用对掺熔炼+近液相线机械搅拌制备Mg-10Gd-8Y-1Zn-2Si（简称VW108M-B）铸锭,与单纯近液相线搅拌相比,采用对掺法极大地细化了增强相尺寸,同时显著提升了挤压材T5态强度。挤压变形后,增强相颗粒破碎细化至0.7μm,体积分数为14.4%,平均长径比为1.10,结合Halpin-Tsai 模型计算得到弹性模量为 54.2 GPa,实验值 52.4 GPa,误差为 3.4%,该合金在200℃/24h达到峰时效,T5态的室温拉伸性能:抗拉强度415 MPa,屈服强度为349 MPa,延伸率为1.5%,弹性模量53.3 GPa。