镁合金具有较高的热膨胀系数（CTE）,致使其在温度急剧变化时易产生热应力、界面匹配失效等,进而带来器件精准度下降、功能失效或服役寿命缩短等问题。将负热膨胀材料与正热膨胀材料进行复合是有效调控热膨胀系数的手段,然而如何保障其优异的力学性能,特别是塑性具有极大的挑战。本文选取了几种在室温附近具有负热膨胀效应的材料,包括氧化物（ZrV2O7,β-锂霞石）、氮化物（Mn3GaN,Mn3Ga0.7Ge0.3N）以及金属基（MnGoGe）负热膨胀材料,通过真空热压烧结制备了低比例负热膨胀材料/镁合金复合材料,并对其显微组织、热膨胀性能、室温力学性能及调控机理进行了系统的分析研究,为热膨胀性能和综合力学性能优异的镁基复合材料的开发和应用提供了一定的依据。首先研究了 ZrV2O7、β-锂霞石（Euc）对纯镁基体CTE和力学性能的影响。发现CTE随ZrV2O7复合比例的增加而降低,当最大复合比例为10 wt.%时,其CTE为20.7×10-6 K-1;但随着添加量增大,其抗压强度和塑性均有所降低。然而Euc的添加效果刚好与之相反,严重的界面反应导致CTE变化不大,却显著提高了纯镁基体的压缩强度,其中7 wt.%Euc/Mg的压缩屈服强度达258 MPa,抗压强度达406 MPa,影响Euc/Mg复合材料CTE的主要原因是严重的界面反应。其次发现CTE随Mn3GaN添加量的增加无变化,而Mn3Ga0.7Ge0.3N添加能有效调节 CTE,其中 7 wt.%Mn3Ga0.7Ge0.3N/Mg 的 CTE 为 23.4×10-6 K-1,7 wt.%Mn3Ga0.7Ge0.3N/WE43的CTE进一步降低至22.7×10-6K-1。基于透射电镜分析确定是 Mn3Ga0.7Ge0.3N 和 Mg2Ge 协同作用调节 CTE。Mn3GaN 和 Mn3Ga0.7Ge0.3N 与纯镁基体复合会使其损失较大的塑性,但WE43合金中稀土元素的存在致使其强度提升的同时保持了良好的塑性,其中7 wt.%Mn3Ga0.7Ge0.3N/WE43的压缩屈服强度为279 MPa,抗压强度和延伸率分别为446 MPa、11.1%。在此基础上,研究了 MnCoGe基金属负热膨胀材料对镁合金热膨胀性能和力学性能的影响。3 wt.%、5 wt.%、7 wt.%Mn0.98CoGe/Mg 的 CTE 分别,为 25.0×10-6K-1,23.4×10-6 K-1和 16.6×10-6 K-1;5 wt.%、7 wt.%Mn0.98CoGe/AZ91D 的 CTE 分别为 24.5×10-6K-1 和 17.7×10-6K-1,与 Al合金及 Cu 合金的 CTE 匹配。Mn0.98GoGe对纯镁基的强度提升效果不理想,与AZ91D镁合金复合后,塑性牺牲较小,强度显著提升,其中7 wt.%Mn0.98CoGe/AZ91D复合材料的压缩屈服强度为157 MPa,抗压强度为412 MPa,压缩延伸率为26%。金属键结合的界面及纳米尺度的二次相是保证其塑性和强度提升的关键。