本论文将熔体原位反应技术与熔体直接发泡技术相结合,以Al-K₂ZrF₆-KBF₄为反应体系,MnO₂为形核剂,金属Ca为增粘剂,400℃/5h+500℃/2.5h条件下氧化处理的TiH₂为发泡剂,制备了高孔隙率闭孔ZrB₂/A356泡沫铝复合材料。通过光学显微镜（OM）,X射线衍射仪（XRD）、电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）等技术手段分析了原位ZrB₂/A356泡沫铝复合材料中的物相及微观组织结构,研究了ZrB₂颗粒强化机制。通过万能试验机分析测试了泡沫铝复合材料的压缩性能,研究了制备的泡沫铝夹芯板抗弯性能。研究分析了ZrB₂颗粒质量分数、泡沫铝孔隙率和压缩性能的关系规律。ZrB₂/A356泡沫铝复合材料的最佳制备工艺:850℃温度条件下熔体原位反应25 min;反应结束后850℃保温3min,添加2 wt.%金属Ca增粘剂,保温10min,然后加入1.5 wt.%形核剂MnO₂,保温5min;熔体降温至650℃,以1000¹200 r/min搅拌速度加入2.2 wt.%TiH₂发泡剂进行发泡,保温1min,发泡前TiH₂的氧化处理工艺:400℃/5h+500℃/2.5h。ZrB₂/A356泡沫铝复合材料胞壁边缘由ZrB₂颗粒和共晶Si带组成;复合材料中的主要物相为:Al、Si、ZrB₂和CaAl₂;ZrB₂颗粒分布在Si相和孔壁的边缘,ZrB₂颗粒钝化了Si相,使Si相周边应力集中降低;通过测量α-Al枝晶二次枝晶臂间距（SDAS）,原位ZrB₂颗粒细化了泡沫铝复合材料晶粒,细晶强化效果显著。原位ZrB₂颗粒对泡沫铝复合材料压缩性能具有增强效果,在相对密度区间（0.15⁰.19）内,当原位ZrB₂含量为1 wt.%、3 wt.%和5 wt.%时,相比较基体泡沫铝复合材料,压缩强度分别提高了27.1%、77.8%、38.6%。当ZrB₂颗粒含量为3 wt.%时,泡沫铝复合材料的吸能量达到4.1 MJ/m³,相比于基体A356泡沫铝的吸能量3.3 MJ/m³提高了24.24%。3 wt.%ZrB₂颗粒A356泡沫铝夹芯板的抗弯极限载荷为1.58 kN,比基体泡沫铝夹芯板的极限抗弯载荷1.31 kN提高了20.61%,同时极限载荷点右移0.51mm,极限载荷出现时间推迟30.6s,抵抗弯曲失效能力提高。三维模型图分析强化机理分析结果表明,颗粒承载强化机制、Orowan强化应力机制和细晶强化协同作用。