泡沫铝是一种新型结构和功能一体化材料，具有广阔应用前景。吹气法适合生产孔径大、孔隙率高的泡沫铝产品，具有成本低，易于连续生产及制备填充件等优势。本文对泡沫铝制备工艺、结构特征和力学性能等方面的若干问题进行了研究。研究了发泡熔体的制备工艺，比较了液相搅拌和固液两相区搅拌过程对陶瓷颗粒分散情况和气孔大小分布的影响。研究发现，固液两相区搅拌工艺Al2O3颗粒在熔体中团聚上浮现象非常明显，但并不影响吹气发泡；固液两相区搅拌工艺熔体直接凝固组织与泡壁中存在大量亚毫米量级的气孔，这些气孔的存在降低了泡沫铝的相对密度。设计了泡沫铝板材的收集装置，找到了板材收集的可行工艺窗口，分析了各类板材缺陷产生的原因。对提拉法制备的泡沫铝试样的相对密度、泡壁壁厚和气孔形貌特征进行了研究，发现受重力影响和收集工艺限制，泡孔形状并非各向同性。基于泡沫铝的扁平泡孔结构建立了描述泡孔三维形貌的改进十四面体模型，定量分析了泡沫铝相对密度、气孔大小、气孔形状与泡壁壁厚之间的关系，在Kelvin十四面体模型的基础上，提出了表征泡沫铝结构特征的关系式。研究了泡沫铝样品的单向压缩力学性能，讨论了通过应力-应变曲线确定压缩强度、密实化应变率及单位体积内能量吸收的方法。通过金相组织和断口形貌的观察，发现泡沫铝存在基体断裂、基体与颗粒界面处断裂、颗粒团聚处断裂以及裂缝处断裂等断裂机制，因此断裂过程是韧性断裂和脆性断裂的综合。通过对压缩性能的数据拟合修正了Gibson和Ashby模型，发现相对密度的一次项对压缩性能影响不大，拟合公式中仅包含相对密度二次项。制备了以泡沫铝为芯材的三明治板材，测定了板材的三点弯曲强度。实验发现三明治板材的失效形式包括芯材断裂、面板凹入、面板褶皱以及面板剥离等。泡沫铝芯材的添加使得板材的惯性矩急剧增大而质量增大不多，体现了复合板材的优势。其三点弯曲性能主要取决于失效类型和泡沫铝的剪切与压缩强度。