本发明公开一种沿厚度方向梯度材料的制备方法及制备镁合金的应用，包括在待加工金属板上布孔，所述的孔内填充预合金的金属粉末，金属板的布孔面进行搅拌摩擦加工，使待加工金属板由布孔面到非布孔面沿厚度呈现温度梯度变化，且布孔面的温度高于非布孔面的温度；本发明在加工过程中调控上表面与下表面冷却速率差，使得待加工金属板的温度场沿厚度方向呈梯度变化，从而实现梯度材料的制备；本发明根据工程实际需求，预设待加工金属板材合金化所需纯金属粉末的种类及其配比。