脱合金腐蚀制备的纳米多孔金属材料具有三维网络状的纳米尺度骨架结构,是一种兼具巨大比表面积和宏观样品尺寸的新材料。由于尺寸效应,纳米多孔金属中的纳米孔棱和纳米线类似,可能具有GPa以上的极高强度。因此,纳米多孔金属也被认为是一种高强度多孔材料。但实际制备获得的纳米多孔金属往往存在大量悬空孔棱。这大大降低其有效承载能力,因此其弹性模量和强度都显著降低。传统泡沫金属的力学性能取决于孔棱本身的力学性能和相对密度。Gibson和Ashby通过理论分析,并在对大量泡沫金属材料的性能数据进行总结后,提出Gibson-Ashby(G-A)标度方程。然而,大量数据表明由脱合金制备的纳米多孔金属的力学性能(强度和弹性模量)偏离经典G-A标度方程的预测。在纳米多孔金属领域,众多研究人员根据纳米多孔金属的结构提出了对G-A标度方程的修正。其中非常重要的一点是基于纳米多孔金属骨架结构联结性的表征和修正。相关文献已经提出多个修正模型或者新的标度定律。但目前对于脱合金制备的纳米多孔金属和多孔金属材料的结构-性能关系还没有达成共识。此外,在脱合金制备的多孔金属的孔洞中填充另一固相则可以形成双连续金属复合材料。这类材料通常可由熔体腐蚀来制备。其独特的双相相互交织贯穿的结构有可能大幅提高材料的强韧性,因而越来越受研究人员的关注。然而,该网络结构的结构联结性也有可能对双连续金属复合材料力学性能产生影响,但此前由于受限于制备技术,相关研究极为有限。基于以上研究现状,本论文制备了不同相对密度高质量多孔FeCr材料,系统研究其结构-力学性能关系;通过熔体腐蚀制备双连续Ni/Ag复合材料,对其进行结构表征和力学性能测试,探索双连续结构对其力学性能的影响。另外,通过调节母合金的Cr含量来改变多孔FeCr相的结构联结性,探索结构联结性对双连续FeCr/Mg复合材料的力学性能的影响。本论文得到的主要结果如下:1.双连续FeCr/Mg复合材料及相应多孔FeCr材料的制备调整母合金的成分和优化熔体腐蚀工艺,成功消除了原母合金晶界处的缺陷,制备出低残余Ni含量和无裂纹的块体双连续FeCr/Mg复合材料;腐蚀去除Mg后获得高质量多孔FeCr材料。其孔棱尺寸约为4 μm,晶粒尺寸为几十微米,且孔棱为单相材料。2.多孔Fe0.8Cr0.2力学性能及标度方程的验证1)系统地研究了不同相对密度多孔Fe0.8Cr0.2样品的力学性能。由于这些样品的孔棱尺寸都较为粗大且趋于一致(～4 μm),尺寸效应引起的对孔棱强度的影响可以忽略。这为验证标度方程提供了有利条件。2)多孔Fe0.8Cr0.2样品的强度和杨氏模量均随相对密度的降低单调下降。无论是强度还是杨氏模量,其与相对密度在双对数坐标上均非线性相关,无法用G-A标度方程描述。然而,强度与杨氏模量在log-log坐标中是线性相关的,即Y∞σ3/4,与G-A标度方程预测完全吻合。3)在引入悬空孔棱的概念和脱合金多孔结构网络联结性的设想后,就能解释上述看似矛盾的结果。悬空孔棱的存在,使宏观多孔材料的强度和弹性模量低于标准G-A方程的预测值,说明“承载”网络的相对密度低于实际的相对密度。承载网络本身是自相似的,且遵循G-A标度方程。3.双连续结构对力学性能的影响1)用熔体腐蚀法制备了块体的双连续Ni/Ag复合材料并对其进行了详细的结构表征。该材料中Ag相和Ni相两相相互贯穿,结合良好,母合金晶界处没有层片状缺陷且各相都是独立的开孔结构,Ag相中存在大量由热错配应力引起的几何必需位错,且Ag相与Ni相的界面为非共格界面。另外,两相所在的晶粒也相互穿插重叠,形成双互锁的结构。2)双连续结构对材料弹性模量和屈服强度的影响并不显著。但一定条件下,可改善材料的拉伸塑性,这是因为双连续结构有利于拉伸过程中Ag相与Ni相的协调变形,不易产生应力集中,延迟颈缩。3)该复合材料特有的大量微米尺度的相弯曲形貌和双互锁结构,能够产生几何诱导应变硬化,从而提高材料的应变硬化率。4.结构联结性对双连续金属复合材料力学性能的影响1)双连续FeCr/Mg复合材料的多孔相形貌随Cr含量的增加,逐渐从长条状过渡到球状,结构联结性降低。但是当Cr含量≤40 at.%或≤80 at.%时,结构联结性变化较小(α值基本保持不变)。只有在40 at.%≤Cr含量≤80 at.%区间时,结构联结性的变化较显著。2)结构联结性的改变对于双连续FeCr/Mg复合材料的拉伸强度没有明显影响,但联结性的降低会显著降低其塑性变形能力。