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Mg-TM-RE合金体系由于其优异的力学性能备受关注，特别是该类合金特有的长周期相在强化过程中起到很重要的作用。但是长周期结构比较复杂，仅从实验上难以解析清楚。通常长周期相中，TM、RE等溶质元素以团簇的形式存在。本文基于透射电子显微镜实验，以团簇模型为基础，通过第一性原理计算，深入分析了长周期相结构特点及电子结构特征，试图为理解长周期结构及其形成提供一条途径。具体研究内容如下: 1)根据Mg-Co-Y合金体系中多种团簇结构的热力学稳定性，指出该体系长周期相中存在的最稳定的团簇结构是CoY4及其衍生团簇; 2)通过研究多种不同体系的长周期相的电子结构性质以及团簇之间的关联作用，指出Mg-Zn-Y、Mg-Al-Gd合金体系长周期相中存在TM-RE、TM-Mg和RE-Mg的相互作用; 3)认为Mg原子对于连接团簇，形成长周期相有非常关键的作用，进而深入理解长周期结构的形成机理。