镁及镁合金由于其轻质、比强高、比刚度高、良好的生物相容性、优良的电磁屏蔽性等优异的性能而被广泛的应用于汽车、航空航天、医疗、军工、3C等行业[1]。在镁合金的基础上添加造孔剂,使用粉末冶金的方法制备的泡沫镁合金也具有轻质、吸能性、吸声性、散热性、生物相容性、抗震性等优良性能[2],使其拥有广泛的应用前景。为了深入研究和优化泡沫镁合金的制备工艺、尿素添加量、合金元素Sn对泡沫镁合金组织结构及性能的影响,本文采用粉末冶金的方法制备出了泡沫镁合金,并利用抗压缩性能测试、XRD物相分析、显微硬度测试、Image J、金相检测、耐腐蚀性能检测等手段,讨论了工艺参数、造孔剂含量、Sn粉添加量等对泡沫镁合金组织结构和性能的影响。并得出以下结论:1 11MPa为最佳压制压力。此时,材料孔隙分布较均匀,孔壁厚度相对较厚,试样不易出现失效;合适的压制压力提高了材料的致密度、增大材料之间的塑性粘接、利于烧结颈产生。2 520℃为最佳烧结温度。此时,材料的孔隙分布均匀且尺寸与骨的孔隙大小匹配,力学性能达到最佳。3 1.5小时为最佳保温时间。此时的孔隙形貌与力学性能良好,应力平台相对稳定,更加接近理想泡沫金属。4成功的制备出了孔隙率为37.95%～67.58%的AZ91泡沫镁合金;孔的形状呈现出多样性,主要由大孔和大孔连接,并伴有大孔和微孔、微孔和微孔之间的连接;60vol%为最佳尿素添加量,获得半开孔结构,抗压强度、杨氏模量满足松质骨的力学性能要求,应力-应变曲线的坍塌平台较平坦,力学性能稳定,适合做生物材料。5泡沫镁合金中添加Sn元素,对材料的物相组成、力学性能、抗腐蚀性能等具有显著的影响:泡沫AZ91-XSn镁合金的孔壁物相组成主要是Mg2Sn、β-Mg17Al12、α-Mg。随着Sn含量的增加,Mg2Sn、β-Mg17Al12的特征峰越来越明显,表明基体中Mg2Sn、β-Mg17Al12的含量逐渐增多。Mg2Sn能促进β-Mg17Al12的形成,从而使孔壁结合更紧密,材料孔壁厚度降低,烧结颈趋于圆滑,孔径变大,原子扩散加剧,出现了过烧,大量的液相导致孔收缩加剧,后期孔径尺寸降低。Sn元素的添加能提高材料的力学性能。Sn元素添加量为1.0wt%时,抗压强度和屈服强度达到最大值,分别为:11.83MPa、9.46MPa。Sn在基体内造成的成分过冷,导致晶粒细小而产生细晶强化;Mg2Sn阻碍晶界滑移和裂纹扩散。力学性能得以提高。后期,晶粒粗大、尿素分解破坏烧结颈等使力学性能又有所降低。Sn元素能提高材料的维氏硬度值。Sn元素可以实现细晶强化,使材料密实化从而提高硬度;Sn元素能降低泡沫镁合金滑动摩擦因素。Sn元素能提高材料耐腐蚀性能。添加量为1.5wt%时,材料的耐腐蚀性能最佳。Sn元素的添加使基体产生细晶强化及提高了镁合金基体的腐蚀电位。超过1.5wt%时,Sn元素含量过多,大量的Mg2Sn、β-Mg17Al12的存在,会为电偶腐蚀提供更大的驱动力,同时细小的晶粒聚集使晶粒变得粗大,导致耐腐蚀性能降低。