泡沫铝是一种新型结构材料,具有许多优异的性能,如吸声性、阻尼性、电磁屏蔽等;同时,它还具有高比强度、比刚度等力学性能,特别是它独特的对压缩载荷的响应特征,是汽车保险杠的理想填充材料。国内外的泡沫铝研究集中在自由发泡行为上,为制备近净成形的异形件,就必须要对其在密闭型腔中的发泡行为进行深入研究。本文采用模压+烧结+热挤压的工艺制得泡沫铝预制体,随后将其封装进固定体积的密闭模具中发泡,制得泡沫铝异形件。本文探究了不同氢化钛添加量的AlMg₄Si₈基泡沫铝与氢化钛含量为1.0wt.%的纯铝基泡沫铝在密闭模具中的发泡行为,得到了它们在密闭模具中的孔结构演变规律,揭示了氢化钛含量、保温时间、合金元素对孔型、孔尺寸、孔边界的影响机理。研究结果表明:AlMg₄Si₈基泡沫铝预制体在型腔体积为其2倍的密闭模具中发泡时,随着保温时间的增加,发泡剂TiH₂的持续释氢,平均孔数明显增加,在泡孔内外压力作用下,大孔面积明显下降,小孔面积增大直至大小趋于一致,孔型由扁条形→椭圆形→圆形转变。而在3、4、5倍体积型腔发泡时,平均孔数持续增加并稳定在一定区间,泡孔整体尺寸增大,大尺寸泡孔出现几率增大,孔型由扁条形→椭圆形→圆形→多边形转变,泡孔边缘平整。纯铝基泡沫铝刚充满2倍体积密闭型腔时,泡孔尺寸分布已经很不均匀,大孔多以扁条形呈现,随后泡孔内外压力调整使得大孔面积、数量出现一定下降,但整体孔面积变化不大,大孔孔型基本维持扁条形,平均孔数呈现先升后降趋势。对于在3、4、5倍体积型腔发泡的纯铝泡沫铝来说,泡体刚充满型腔时出现的扁条形大孔随着保温时间的增加而迅速合并,导致最大孔面积不断增加,大孔孔型由扁条形、椭圆形向不规则形状或多边形转变,大小孔面积两极分化;平均孔数呈缓慢下降趋势,泡孔边缘参差不齐。与纯铝相比,AlMg₄Si₈泡沫铝泡孔大小统一、分布更为均匀,主要因为AlMg₄Si₈合金的熔点更接近氢化钛释氢温度,其次是Mg可以与Si、Al元素反应生成细小Mg₂Si以及少量的MgAl₂O₄颗粒,对泡沫铝孔结构的维持和稳定起促进作用。