本研究通过对Mg-TM-RE (TM=Cu, Ni, Zn; RE=Y, Gd, Dy, Er)体系相变、相平衡的实验研究和热力学理论分析，确定了镁合金中长周期有序相，即LPO相的结构、稳态存在的成分和温度空间，建立了与LPO相相关的相变与相平衡关系，搞清了LPO相的形成与演变行为，建立了LPO相的热力学稳定性，为LPO镁合金设计提供了理论支持。研究结果表明，LPO相成分范围十分有限，因此LPO镁合金设计需遵循严格的TM/RE比，本研究准确测定了不同合金化条件下(Mg)/LPO相平衡成分，为LPO镁合金设计提供了准确的相分数设计依据和TM/RE比值；合金化对LPO相热力学稳定性影响很大，在过渡族元素Cu、Ni、Zn和稀土元素Y、Gd、Dy、Er之间，Zn、Y合金化得到的LPO相热力学稳定性最高；研究首次建立了Mg-Zn-Gd、Mg-Zn-Tb、Mg-Zn-Dy、Mg-Ni-Y、Mg-Ni-Gd、Mg-Cu-Y和Mg-Cu-Gd三元系富Mg区域相图，修正了Mg-Zn-Y三元系相图；在实验研究基础上，构建了LPO镁合金热力学数据库。