泡沫铝是近年来发展起来的一种结构—功能一体化的新型材料。其优异的性能和广泛的应用前景吸引了众多研究者的关注。但对发泡过程的基础理论研究还不够全面，特别是对发泡过程中泡沫组织与结构的变化及动力学机制还不清楚。在对发泡过程的研究上，多集中在熔体直接发泡的方法。本文采用粉末冶金法，以特殊配制的Al-Si-Ca合金粉末为基体材料，以TiH2为发泡剂，通过混合—压制成型—发泡工艺来制备泡沫铝材料。对发泡过程进行深入了的分析，对泡沫组织形成的机制进行了探讨，并对所制备的泡沫铝材料的压缩与吸能性能进行了测试。 在泡沫铝的制备过程中，深入研究了主要的工艺参数(如粉末的混合时间、压坯的成型压力、发泡温度、发泡时间、发泡剂加入量、熔体粘度等)对泡沫铝形成过程的影响。分析了各参数对发泡的影响机制，确定了最佳的工艺条件。试验结果表明：混合时间在24小时以上，压坯压力大于350MPa，发泡温度为670℃～685℃，发泡时间为10min～16min，发泡剂加入量为2％～3％，基体材料中钙含量为2％左右，可制得孔隙高，孔结构均匀的泡沫铝材料。 对泡沫组织的微观形成机制进行了分析，描述了气泡形核与长大，泡沫组织的形成与演化过程。分析表明，气泡在熔体中非自发形核，形核后的气泡在熔体中不断上浮、长大，相邻气泡之间在表面张力的作用下形成液膜，多个气泡间液膜以Plareau边界形式存在。大量的Plareau边界形成泡沫组织。球状泡沫组织可以稳定存在。由于气泡间的相互作用，使泡沫组织变形，当转变为多面体泡沫时，则很快衰减破灭。 对气泡的稳定性研究结果表明：氢化钛的分解与熔体的粘度是决定气泡稳定的主要因素。控制熔体的粘度与发泡剂加入量、发泡时间、发泡温度，即可控制气泡的稳定性。在熔体粘度的控制上，首次选用自行配制的A1-Si-Ca合金粉末为基体材料，利用含钙量的不同，来调整熔体的粘度，从而有效地控制了气泡的稳定性。 采用自行研制的设备，首次对泡沫体膨胀过程进行动态观测。通过对发泡过程的热力学分析，对发泡过程中泡沫体的演变过程及其动力学机制进行探讨，建立了描述发泡过程的动力学模型。研究表明：泡沫铝的体积膨胀与发泡剂分解释放的气体量有直接关系。当发泡剂分解释放的气体量大于从泡沫中排出气体量时，体积膨胀可用dV/dτ=DK√r2-2Kτ-kV；(0≤τ≤τ)确定；当生成气体量小于从泡沫体中排出的气体量时，体积膨胀由dV/dτ=-kV；(τ≤τ≤τ")确定。 对所制备的泡沫铝材料的静态、动态压缩性能及泡沫铝的吸能性能进行了测试。泡沫铝的静态、动态压缩性能的测试结果表明：泡沫铝在压缩过程中，表现出多孔介质固有的三个变形阶段，即弹性阶段；屈服阶段和致密阶段。随着泡沫铝孔隙率的增大，应变率下降。 泡沫铝的吸能结果表明：随着泡沫铝孔隙率的增大，吸能效率增加，不同孔隙率的泡沫铝材料，吸能效率都能达到0.8以上，说明泡沫铝是一种优良的吸能材料。