航天、机载电子设备、轻武器等国家高技术领域的现实和前瞻性需求,使通孔多孔铝合金成为前沿热点之一。本文在高技术目标牵引下,研究了宽范网孔结构(P=57.3％～95.5％,d=1.0～7.0mm)通孔多孔铝合金的形成及性能。　　 以兵器消声器为目标牵引,采用熔体渗流法制备了孔隙率P=57.3％～70.0％、孔径d=1.0～7.0mm的多孔铝合金,并分析了其孔结构。结果表明:①随着通孔度的增大,多孔铝的比表面积降低,孔隙率增大。②多孔铝的孔隙率在凝固过程中略有提高。可将孔隙率表示为颗粒堆积致密度与附加孔隙率之和。③多孔铝合金可以满足兵器消声器对多孔铝消声、轻质、高比强、长寿命的要求。　　 建立了熔体在多孔介质中的渗流动力方程,通过数值模拟得到了熔体渗流长度与时间的关系。研究表明:①数值模拟结果与试验模拟结果及铝熔体渗流试验结果相吻合,表明了数值模拟的合理性。②渗流速度在初始阶段迅速变大,并很快达到峰值,然后随渗流时间缓慢降低。③渗流速度随颗粒直径和压力的增大而增大,随堆积致密度的增大而减小。　　 建立了颗粒堆积体的微管束模型和铝熔体与颗粒间的传热模型,通过数值计算得到了铝熔体的渗流能力。结果表明:①熔体渗流能力的数值模拟结果与铝熔体的渗流试验相吻合。②渗流能力随着颗粒预热温度的升高而增大:L=a(1-Tp/TM)b。③渗流能力随着铝熔体浇注温度的升高而增大:L=a(TAl/TM-1)b+c。④渗流能力随着驱动压力的增大而增大:L=a(△P/atm)b。⑤渗流能力随着堆积致密度的增大而降低:L=a(1-P,/100)b。⑥渗流能力与颗粒直径基本成线性关系:L=ad。　　 为了满足TM对多孔铝轻质、高比强、散热、阻尼多功能兼容的要求,采用如下新方法扩大了多孔铝的孔隙率范围:①通过控制铝熔体在颗粒堆积体中的渗入量,得到P=70.0％～90.0％、d=3.0～7.0mm的多孔铝。②将熔模铸造与熔体渗流相结合,得到P=92.0％～96.0％、d=2.5～5.5mm的海绵铝。③通过铝熔体在塑料颗粒自然堆积体中的渗流,得到P=74.5％～87.3％、d=2.0～6.0mm的多孔铝。④通过提高塑料颗粒的堆积致密度,得到P=74.5％～94.0％、d=2.0～6.0mm的多孔铝。⑤将塑料颗粒与NaCl颗粒按比例混合堆积,得到P=57.3％～87.3％、d=2.0mm～6.0mm的多孔铝。　　 研究了多孔铝的压缩性能、流通特性、热膨胀特性及电磁屏蔽性能。结果表明:①多孔铝的压缩应力-应变曲线可以分为线弹性变形、平缓塑性变形和压缩紧实三个阶段。多孔铝合金的屈服强度随着孔隙率的增加而降低,且符合比例定律。高孔隙率多孔铝具有吸收大量塑性变形的能力。②多孔铝具有与基体相当的线膨胀系数。③多孔铝的渗透系数随着孔径和孔隙率的增大而增大。④多孔铝良好的导电性使其具有优良的电磁屏蔽性能。与铝制蜂窝波导窗相比,多孔铝具有导电连续、各向同性、孔结构可调、多种金属基体、强度高、可螺钉连接等优点。　　 研究了多孔铝散热器在顶吹风扇冷却、强制空气冷却和强制流水冷却条件下的散热性能。建立了单吹法非稳态实验装置,获得了多孔铝的体积对流换热系数hv。结果表明:①多孔铝散热器的散热效果主要受热导率、流通能力、比表面积等因素的影响。②散热效果随流量增大而提高,且遵循对流换热准则关联式Nu=CRem。③在相同风速下,散热效果随孔径和孔隙率的减小而提高。④在风机功率一定的条件下,P=78.0％～83.9％、d=3.8～6.0mm的多孔铝散热器具有较好的散热效果。⑤强制流水冷却散热效果远高于强制空气冷却和项吹风扇冷却。⑥体积对流换热系数hv随风速的增大而提高。在风机功率一定的条件下,P≈85％的多孔铝具有较高的换热系数。