泡沫铝作为结构兼功能材料,具有吸音、隔声、隔热、电磁屏蔽等物理特性,可广泛应用于轨道交通、航空航天等领域,是当今世界材料科学高技术领域的研究热点之一。然而,泡沫铝材料的结构均匀性与其性能有着密切的关系,采用熔体直接发泡法制备泡沫铝材料时结构的均匀性问题一直没有很好地解决。本文重点研究了制备工艺和外加压力对泡沫铝结构的影响,通过计算试样孔径、孔隙率、密度、孔径方差等参数对泡沫铝材料结构均匀性进行了详细表征,采用XRD、SEM等检测手段对泡沫铝的物相和结构进行了分析,通过静态压缩实验和冲击实验研究了泡沫铝结构与其力学性能之间的关系,得到的主要结论如下:(1)氢化钛氧化处理温度对其释氢温度有明显的影响。随着氧化温度的提高,其峰值分解温度不断提高,含氢量逐渐减小。当氧化温度从450℃升高至500℃时,其分解温度峰值从553℃提高到590℃,但氢含量从2.80%减少到1.79%。(2)外加压力对泡沫铝均匀性影响的研究结果表明:在相同压力条件下,采用石棉压盖、铁片压盖制备的铝基泡沫试样的孔径均方差分别为0.32和0.38,说明石棉压盖的泡孔均匀性好于铁片压盖。(3)铝基泡沫材料的准静态压缩性能测试结果表明:泡沫铝的峰值应力和能量吸收能力随着密度的增加而增加,试样最大的峰值应力可达9.55MPa,50%的应变能量吸收值可达6.67MJ/m~3;在同一泡沫体上不同位置取四组平行试样进行测试,孔结构越均匀的泡沫铝材料,其压缩曲线重合性越好。(4)不同密度铝基泡沫材料的冲击韧性测试结果表明:密度对其冲击韧性影响较大。当泡沫铝的密度由0.40g/cm~3增加到0.69g/cm~3时,其冲击韧性值Ak由0.91J/cm~2增加到5.66J/cm~2,最大冲击能Emax由0.73J增加到4.53J。