21世纪的能源与绿色制造问题日益突出,镁合金作为一种绿色工程金属材料,在航空航天、国防军工、电子、汽车、交通等领域都将具有更为广阔的应用前景和重要的应用价值。但是目前使用的镁合金性能却满足不了其在工业领域高端制造中的应用,镁合金的纯净化是改善镁合金性能的重要方法之一,因此提高镁合金的纯净度是镁合金研究中的重要领域。迄今为止,高纯镁合金的制备主要用高纯原镁,成本极高,严重制约了其推广应用。在合金制备过程中利用合金元素对熔体进行纯化,是实现镁合金自纯化,避免二次污染值得推广的方法,但相关科学问题的系统研究较缺乏。因此,开展合金元素对镁合金的自纯化影响机制的研究,不仅为优选合金元素纯化工艺提供设计依据,也为研究开发低成本、高纯度、综合性能良好的镁合金新材料成分工艺设计提供重要的理论依据。本课题以降低主要杂质元素(Fe、Si)含量为目的,运用Pandat热力学计算软件进行了热力学计算与分析,建立了相关的含微量Fe、Si的多元镁合金相图,初步探讨了合金元素对杂质元素Fe、Si在镁熔体中的溶解度影响,明确杂质元素在熔体中的存在形式和对应含量与熔体温度、反应时间以及合金元素种类之间的关系;运用Stocks定律开展了动力学计算分析,研究杂质对应的化合物或者单质上浮或者下沉的动力学过程和影响因素。在上述理论计算分析的基础上,选取有自纯化作用的Mn元素开展验证实验研究,研究结果与计算结果基本上吻合。验证实验采用Mg-Mn中间合金和商业纯镁作为实验原料,重点研究了Mn含量、静置温度和静置时间对镁熔体纯净度以及铸态组织的影响。实验研究表明:随Mn含量增加,在一定的静置时间下,静置温度降低,合金底部杂质含量增多;底部杂质多为Mn和Fe、Si结合生成的较大密度的颗粒;当Mn含量为2.5wt.%,在655℃下静置30min时,合金的纯化效果较佳。