随着集成电路功率密度的增加,电子器件的散热装置对散热能力和轻量化提出了更高的要求。金属镁同时具备轻质,高导热和高比强度的特性,是非常有潜力的散热结构材料。纯镁经合金化后力学强度显著提升,但其导热性能却明显降低。如何使镁合金获得良好力学性能和铸造性能的同时,兼顾其导热性能,是开发高导热高强镁合金上面临的重大挑战。金属的导热主要是电子热导,在纯金属中添加合金元素会对电子的自由运动产生散射作用,从而降低金属的热导率,而不同合金元素对镁的热导率影响不同。本研究首先选定了具有代表性的四种合金元素:Ce﹑Nd﹑Sm和Y,制备出不同稀土元素含量的二元镁合金。我们发现,合金热导率都随合金元素含量的增加先快速降低后缓慢减小。这是因为随着合金含量的增加,合金元素越来越难固溶到镁基体中,而第二相含量逐渐增多,固溶原子对热导率的影响显著大于第二相,在二者综合作用下,合金热导率先快速降低后缓慢减小。稀土元素在镁中的固溶度越大,对电子的散射越强,相应稀土合金的热导率越小。而四种稀土元素在镁中的固溶度大小排序为Ce<Nd<Sm<Y,因此等合金含量的二元镁合金,其热导率大小排序为:Mg-Ce?Mg-Nd?Mg-Sm?Mg-Y。合金元素在镁合金中的存在形式主要包括固溶原子和第二相两种,为了将这两个热导率主要影响因素分开研究,设计了固溶处理实验,得到了不同合金元素含量的镁固溶体和含有残留第二相的饱和镁固溶体两类组织。Ce﹑Nd﹑Sm和Y作为固溶原子对镁合金热导率的影响大小近似,主要因为它们具有相似的原子体积和化合价,所引起的镁晶格畸变程度以及对电子的散射能力也近似。定量地,每增加一原子百分比的固溶原子导致镁合金热导率的降低值为123.0 W/（m?K）,而每增加一原子百分比的合金元素形成第二相导致镁合金热导率的降低值为6.516.4 W/（m?K）。在对固溶原子和第二相定量研究的基础上,引入了两相复合材料的热导率结构模型,并用于计算镁合金的热导率。对于三类常见的镁合金微观结构:第二相含量和尺寸较小且离散分布在镁基体中,第二相呈连续网状分布在枝晶间隙将镁固溶体分割成很多小胞状,第二相含量较多且第二相和镁基体随机分布,分别采用Maxwell-Eucken 1,Maxwell-Eucken 2和EMT模型计算合金热导率,计算结果与实验测量值一致性较好。基于合金元素对导热和力学性能的影响规律,设计出一种兼具高导热和高强韧性的压铸Mg-Ce-Al-Mn合金。当Al含量从0wt.%增加到3wt.%时,压铸Mg-4Ce-xAl-0.5Mn合金热导率缓慢减小而延伸率迅速增加;随着Al含量继续增加,热导率则迅速降低,延伸率缓慢减小。合金热导率主要由镁基体内固溶原子含量决定,而塑性的显著提升主要是第二相的种类和形态优化导致。压铸Mg-4Ce-3Al-0.5Mn合金热导率为107.9W/（m·K）,屈服强度为147.2MPa,延伸率为14.1%,具有优良的综合性能。镁合金导热性能随温度的波动而发生改变。在常温镁合金导热研究的基础上,进一步研究了温度（20500°C）对镁合金导热的影响规律。Ce在镁中的固溶度很小,Mg-Ce合金中缺陷散射较弱,而声子散射随温度升高逐渐增强使得热扩散系数随温度的升高逐渐减小;Y在镁中的固溶度很大,Mg-Y合金缺陷散射较强使得合金热扩散系数随温度升高而逐渐增加。而且热扩散系数减小或增加的速率与固溶原子含量密切相关。该速率随着固溶原子含量增加先增加,达到最大值后再逐渐减小。Mg3Ce(以及Mg12Ce),Mg24Y5和Mg17Al12相的析出分别导致Mg-Ce,Mg-Y和Mg-4Ce-xAl-0.5Mn（x=13）合金固溶原子含量减小,热扩散系数显著增加,热扩散系数曲线呈现凸起峰。而对于Mg-4Ce-xAl-0.5Mn（x=46）合金,Mg17Al12相固溶使得热扩散系数在超过400°C后迅速降低。