铝合金极易吸氢，一直以来主要借助于凝固组织分析、数值模拟和物理模拟等手段来研究气泡的形核、生长和分布等问题，以期改善铸造和焊接等等铝合金产品中的氢气孔问题。氢气孔是铝合金中最为严重的冶金缺陷之一，严重影响材料的力学性能、表观质量和腐蚀性能。由于金属材料的不透明性，难于直接观测其凝固进程。同步辐射成像技术的出现为解决这一问题提供了可能，其高亮度、高时间和空间分辨率优势，可以实现铝合金熔体中气泡行为的原位观测，有利于探明铝合金熔体中气孔形成过程和机理，从而为制定合适的工艺措施减弱甚至消除气孔的危害提供有力的科学依据。本研究正是在这一背景下开展的工作。采用Al-5.0wt.%Ca和Al-10wt.%Zn两种合金成分，利用感应熔炼后将熔体喷射到二甲基硅油中的方法制成合金小球。由于湿气很难完全避免，Al与水气反应易生成氢，并以气孔形式残存于凝固后的合金小球中。利用上海光源（BL13W1线站）的同步辐射成像技术，观察到Al合金小球在加热熔化过程中残留气孔向气泡演变、在过热过程中气泡运动、长大和合并，以及在凝固过程中气泡又演变成气孔的诸多现象，揭示了气泡的长大行为以及气泡群的分布特征。在加热熔化过程中，不规则气孔随着周围枝晶网络强度的降低而逐渐球化，而冷却凝固过程中，情况正好相反，除了个别气泡保持球形外，大多数气泡被枝晶网络压挤受限成不规则形状。气泡群的初始直径呈现高斯分布的特征，这是因为气泡的随机形核呈高斯分布，在初期扩散控制的气泡生长没改变这一特征，从而使初始直径呈现高斯分布特征，而随着气泡运动、碰撞、合并等过程的进行，气泡直径就不再维持随机分布形式。个体气泡以阶梯状方式生长，这是因为个体气泡的生长是一种争夺氢的过程，从而在气泡周围建立起氢的贫化区，使得氢过饱和度逐渐降低，最后导致气泡停止增长。当氢过饱和度经过一段时间的积累达到一定临界值后，气泡又继续长大，故呈现出阶梯状式生长行为。对比Al-Ca和Al-Zn两种合金，发现合金元素对气泡的行为有较大影响。由于小球表面氧化物的差异，Al-Zn合金小球表面的透气性比Al-Ca合金小球的好，因氢气逸出而使气泡不易长大，这对铝合金除气很有意义。相关工作需要进一步仔细研究。