泡沫铝是一种新型功能材料,具有低密度、吸收冲击能、低热导率、低磁导率和良好阻尼性等性能,但是单一的泡沫结构存在强度低和脆性较大的缺点。传统的泡沫铝夹芯板由泡沫铝芯和外层的致密金属板通过各种连接方式所组成,尽管这种复合结构比单一泡沫结构在性能上有所提高,但制备工艺相对复杂,结合强度较低,耐高温能力差。采用混合元素轧制法制备泡沫铝夹芯板实现了面板和泡沫芯之间的冶金结合,极大地改善了材料的力学性能。泡沫铝夹芯板具有质轻、比强度及比刚度高等突出特点,在汽车制造、航空、航天、轨道交通等领域具有广阔的应用前景,是一种综合性能优异的、国民经济发展急需的重要功能材料。　　 本课题采用混合元素轧制法对制备高性能泡沫铝夹芯板的工艺过程和基础理论进行了研究。本项工艺具有两个明显的优点:①可以灵活地按照需要的合金添加各种合金化元素,通过均匀化混合和高温发泡,即可获得近终型产品:②采用轧制技术与粉末冶金法相结合制备泡沫铝夹芯板,实现金属面板与泡沫铝芯的直接复合,取代了传统的粘结工艺。本文的主要研究内容和结论如下:　　 研究了混合元素轧制法制备泡沫铝夹芯板的整个工艺过程,分别从轧制压下率、发泡时间、发泡温度等方面考察了获得最佳发泡效果的工艺条件。重点分析了Si粒度对泡沫铝夹芯板泡孔结构均匀性和稳定性的影响,研究了对氢化钛进行热处理以及加入适量的Mg粉对发泡效果的影响,探讨了发泡后面板与泡沫芯层的结合情况。结果表明:以Al、Si元素粉末为主要原料,TiH2为发泡剂,轧制压下率为65～70％,发泡温度在630～640℃之间,发泡时间为7～9min,可以制备出结构均匀的泡沫铝夹芯板；通过对氢化钛进行热处理可以提高泡沫铝夹芯板的泡孔均匀性；减小硅颗粒粒度以及添加质量分数为1％Mg粉末可以有效改善泡沫铝夹芯板的泡孔结构。　　 对泡沫铝夹芯板分别进行了摆锤冲击试验与三点抗弯试验,结合理论分析确定了材料的变形特点及失效方式,测试了泡沫铝夹芯板的界面结合性能。摆锤冲击实验结果表明:泡沫铝夹芯板具有较好的冶金结合界面,不同孔隙率的泡沫铝夹芯板受冲击后的破坏机制是不同的,夹芯板的抗冲击性能随孔隙率的增加而提高。抗弯实验结果表明:在弯曲载荷作用下,铝面板/泡沫芯的界面依然紧密结合,没有产生面板和芯层的剥离现象。泡沫铝夹芯板的泡孔沿受力方向具有逐渐破坏的特点,充分说明了泡沫铝夹芯板具有缓冲吸能的作用。