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多孔金属是一种结构/功能一体化材料,在航空航天、国防军工、车辆交通、生物医疗等众多领域具有广泛的应用空间和良好的应用前景。相比随机结构多孔金属,有序多孔金属的结构规则有序,设计性和可控性强,因而有利于性能优化和扩展应用,因此有序多孔金属的结构设计必然是该领域的研究重点。结构设计是优化有序多孔金属力学性能的重要方法,而向有序多孔结构内部引入填充物替代原有气相,进而获得基于有序多孔金属的双连续互穿结构复合材料,是另一种重要且有效的强化手段。此外,有序多孔金属作为一种轻质结构材料,可以填充薄壁管组成轻质复合构件,从而拓展有序多孔金属的工程应用。仅依靠传统制备方法难以实现有序多孔金属的制备,而现阶段快速发展的增材制造技术为传统方法制备有序多孔金属提供了新契机,研究有序多孔金属的制备方法是开展有序多孔金属结构设计和性能优化的基础。综上所述,研究有序多孔金属的设计制备及性能具有重要意义,因此,本文围绕有序多孔铝主要开展以下工作:提出一种间接增材制造法,解决有序多孔铝的制备难题;设计有序多孔铝的三维结构,强化拉伸主导机制作用进而提升力学性能;采用金属间化合物Mg17Al12填充有序多孔铝,制备Mg17Al12/Al有序结构复合材料;将有序多孔铝引入薄壁铝管中,制备有序多孔铝填充薄壁管复合构件。具体内容如下:（1）针对有序多孔铝的结构特征,提出了一种间接增材制造法,即选择性激光烧结技术与渗流铸造技术结合的方法,仅在重力条件下成功制备有序多孔铝。该方法具有材料适应广、激光功率较小、制备成本低、尺寸精度高、适用于大尺寸结构制备等优点。分析该方法制备的有序多孔铝的尺寸误差,可以发现:有序多孔铝试样的孔隙率高于相应设计模型的孔隙率,且该方法制备步骤中尺寸变化的方向相同,且尺寸误差主要来源于覆膜砂预制体与预制体模型之间的尺寸差异,这是由覆膜砂的粘结引起。基体材料对有序多孔铝力学性能的影响为:纯铝基有序多孔铝的压缩应力-应变曲线呈平稳连续上升趋势,而ZL111基有序多孔铝试样有多个峰值应力,且平台区波动明显。渗流温度对纯铝基有序多孔铝的压缩性能影响较小,而对ZL111基有序多孔铝试样的压缩性能影响较大。（2）采用间接增材制造法制备基础立方有序多孔铝、高密度立方有序多孔铝、均匀节点强化有序多孔铝及梯度节点强化有序多孔铝,研究了结构强化对有序多孔铝压缩性能的影响。准静态压缩试验结果表明:纯铝基有序多孔铝的塑性好,但强度和能量吸收能力较低。其中,纯铝基高密度立方有序多孔铝的压缩性能较好,压缩强度11.3MPa,平台应力39.4MPa。但由于其平台区较窄、致密化应变较低,能量吸收性能并不突出。纯铝基有序多孔铝的变形机制由初始的拉伸主导机制逐渐转变为弯曲主导机制。ZL111基有序多孔铝具有较高的压缩强度和比压缩强度。ZL111基高密度立方有序多孔铝具有最高压缩强度86.5MPa和平台应力47.3MPa。ZL111基均匀节点强化有序多孔铝的比压缩强度最高,而ZL111基梯度节点强化有序多孔铝具有最高的比平台应力。ZL111基高密度立方有序多孔铝的能量吸收能力和能量吸收效率最优。由于有序多孔结构中支柱和节点的断裂,ZL111基有序多孔铝的变形机制主要是拉伸主导机制。（3）采用基础立方结构和均匀节点强化结构的纯铝基有序多孔铝作为渗流铸造的基体骨架,仅在重力条件下渗流填充金属间化合物Mg17Al12,制备双连续互穿Mg17Al12/Al有序结构复合材料。研究了结构设计对Mg17Al12/Al有序结构复合材料压缩性能的影响。双连续互穿Mg17Al12/Al有序结构复合材料的准静态压缩试验结果表明:Mg17Al12/Al有序结构复合材料的压缩性能和能量吸收能力优于有序多孔铝和随机结构Mg17Al12/Al复合材料,其应力-应变曲线存在一个明显的线弹性阶段。有序结构有助于提高压缩性能和能量吸收性能,相比基础立方结构Mg17Al12/Al有序结构复合材料,均匀节点强化结构Mg17Al12/Al有序结构复合材料表现出更好的压缩性能（压缩强度87.6MPa,平台应力54.6MPa）和能量吸收性能。均匀节点强化结构有序多孔铝作为基体骨架对Mg17Al12填充相具有更强的结构约束作用,有利于提升力学性能。（4）利用SiPESC集成计算平台,优化原位有序多孔铝填充薄壁管的制备工艺,并成功制备原位有序多孔铝填充薄壁管。通过直接插入有序多孔铝到薄壁管中,制备不同填充形式的非原位有序多孔铝填充薄壁管。研究了原位和非原位有序多孔铝填充薄壁管的压缩性能。准静态压缩试验结果表明:相比空管和原位有序多孔铝填充薄壁管,非原位有序多孔铝填充薄壁管的压缩性能优越,填料类型、填充率以及填充位置可以调控非原位有序多孔铝填充薄壁管的压缩性能和能量吸收性能。均匀节点强化结构有序多孔铝作为薄壁管的填充材料有利于获得优越的压缩性能（压缩强度82.2MPa,平台应力50.6MPa）和能量吸收性能。相比非原位有序多孔铝水平填充薄壁管,非原位有序多孔铝垂直填充薄壁管表现出优越的能量吸收性能。薄壁管和有序多孔铝填料之间的相互作用取决于不同的填充方式,并且两者之间的相互作用对提升非原位有序多孔铝填充薄壁管的压缩性能和能量吸收性能具有1+1>2的重要影响。