泡沫铝具有密度低、缓冲吸能好、隔热隔声等性能,被广泛应用于航空航天、汽车工业等领域。但是其强度相对较低,难以满足高技术应用领域的需求。碳纳米管(CNTs)具有优异的力学、物理和化学性能,有望成为泡沫铝的理想增强相。但是CNTs极高的比表面积以及较强的范德华力导致在基体中不易分散,严重阻碍了复合泡沫材料性能的提升。泡沫铝通常采用熔体发泡和粉末冶金方法制备,近年来发展起来的粉末冶金发泡法结合了前两者的优势,是一种极具前景的制备工艺,但用于泡沫铝基复合材料的制备尚处于起步阶段。本文采用原位化学气相沉积制备CNT/Al复合粉末,结合快速粉末冶金发泡工艺,实现了均匀分散CNTs增强泡沫铝基复合材料的高效制备。研究了硅的含量以及氢化钛的预处理状态,确立了基体熔点和发泡剂分解温度的匹配关系;考察了粉末冶金工艺对发泡过程的影响规律,包括氢化钛含量、混粉时间(铝粉、硅粉和氢化钛粉末)、冷压压强以及发泡毛坯高度等;系统研究了发泡温度和时间并确定了最佳参数。此外,还研究了CNTs在发泡阶段对熔体中气泡所起的作用,探讨了CNTs含量对复合材料压缩性能的影响规律并揭示了其增强机制。研究结果如下:硅的引入可以降低基体熔点,对氢化钛进行预氧化处理可以提高分解温度,从而可以实现基体熔点和氢化钛分解温度的良好匹配;泡沫铝孔径随氢化钛含量增加而增加,适中的混粉时间能够实现泡孔的均匀分散;成型后发泡毛坯应具备足够的致密度,以防止氢化钛分解所产生氢气的大量逸出;毛坯高度应适中以提供足够膨胀高度并避免出现严重的重力排液现象;发泡温度和时间的参数选择均应适中,既能为发泡过程提供足够的驱动力,也可保证粘度适宜防止气泡的坍塌。CNTs在发泡形核期可以提供更多的形核位点,在长大期可以阻碍气泡的聚集长大,在坍塌期增加熔体粘度、提高表面张力以避免气泡的破裂。因此,复合泡沫铝具有更小的孔径和更均匀的孔分布。复合泡沫铝压缩性能结果表明,平台应力和吸能量随CNTs含量的增加而增加。当CNTs含量为1.5 wt.%时,平台应力和吸能量能分别提升约93%和94%。复合泡沫材料压缩性能提升主要得益于CNTs的载荷传递和弥散强化作用以及孔形貌的改善。