随着结构轻量化、结构功能一体化要求的发展趋势,对泡沫金属的研究逐渐成为热点,其中的泡沫钛因具有相对质量轻、力学性能优异、耐腐蚀性好等特点,使其具有广阔的应用前景。但目前多数泡沫钛制备方法制备出的泡沫钛并不是很理想,且发泡工艺与孔隙大小形貌难以控制,远不能满足工业应用要求。本文利用粉末冶金技术,通过气体捕捉法开展泡沫钛的制备,对其发泡工艺过程进行了研究。在830-1010℃范围内,泡沫钛孔隙率随着发泡温度的升高先增大后减小,当温度为950℃时,孔隙率达到最大的32%；泡沫钛孔隙率随着发泡时间的延长逐渐增大,但当发泡时间大于10h后,孔隙率几乎不再增加。对工艺参数进行优化,获取了最大孔隙率的最优参数是950℃条件下发泡10h。利用金相显微镜OM、扫描电镜SEM对泡沫钛微观特征进行了观察分析,研究了等温蠕变发泡过程孔隙率和微观孔洞的变化规律,结果表明,泡沫钛内孔洞多为球形并且弥散分布,最大孔孔径达到170μm。造成孔洞及孔壁形态不同的原因是不同发泡温度下孔壁蠕变变形的辅助机制不同,950℃及以下为晶界滑动,高于950℃为晶内滑移。通过对基于气体捕捉法制备的泡沫钛发泡过程进行分析,研究了泡沫钛的等温蠕变机理,推导出泡沫钛蠕变发泡动力学方程,影响泡沫钛孔隙率的主要因素是发泡温度和基体的蠕变抗力。通过实验获取了不同温度条件下,孔隙率与发泡时间的关系曲线,并建立了其动力学曲线；利用金相显微镜对泡沫钛基体的微观组织进行了分析。研究表明：虽然发泡速率与发泡温度成正比,与基体材料蠕变抗力成反比,但是随着温度的升高,发泡速率并没有一直增加,原因是基体材料的微观组织结构也在发生变化,导致其蠕变抗力随温度的升高先减小后增大,由此证明了上述动力学曲线的合理性。影响泡沫钛压缩性能的主要因素是孔隙率,在800MPa应力作用下,随着泡沫钛孔隙率的增加,泡沫钛的应变量逐渐增加,造成泡沫钛压缩试验的应力-应变曲线存在一个很宽的平台区,致使泡沫钛吸收的能量也在逐渐升高,30%孔隙率的泡沫钛吸收的能量是其预制坯吸收能量的近7倍。通过对泡沫钛热物性能研究发现,随着孔隙率的增加,泡沫钛的导热率逐渐下降；随着温度的升高,相同孔隙率的泡沫钛的导热率也在下降。但是,温度对泡沫钛导热率的影响相比孔隙率的影响要小很多,在400℃条件下,原始坯料的导热率为5.68W/(m*K),30%孔隙率的泡沫钛的导热率为3.2W/(m*K),几乎降低为原来的一半。另外,泡沫钛三明治结构比泡沫钛芯材的导热率还要低。