金属空心微球具有轻质、吸波等特性，在工业生产的各个领域有着极大的应用潜力。本文根据液体雾化和气泡动力学理论，采用急冷雾化法，实现了对掺气熔体的雾化和快凝处理，通过液固相变直接获得了金属空心微球，分析了金属熔滴中气液两相的动态分离过程，求解了空心熔滴在凝固过程中的温度场及其冷却曲线，并对急冷熔体空心微球化机制进行了系统研究，结果表明:　　金属在加热熔化过程中有微小气穴生成，随后熔体在气体压力作用下克服表面张力喷射出来。射流形成瞬间，气压骤降，微小气穴迅速长大形成小气泡，弥散于金属液所形成的射流中。随后，Cu辊高速旋转所产生的扰动作用使射流失稳，雾化分裂成熔滴群。在金属液表面张力和粘性力以及外界压力的共同作用下，若干小气泡被包覆于熔滴内部形成闭孔结构。在熔滴的快速凝固过程中，微孔不断长大和聚集，以气泡形式包覆于熔滴之中。在温度梯度所驱动的marangoni对流运动作用下，气泡向熔滴中心迁移、凝并和长大，最终形成金属空心微球结构。　　计算所得Ni-8wt％Pb、Ni-3wt％Mg和Ni-8wt％Pb-3wt％Mg三种合金成分空心熔滴的温度场及冷却曲线稍有差别，但具有相同的变化规律。空心熔滴从产生到完全凝固所持续的时间主要集中在前16～18μs，而当t=75～100μs时，空心微球粒子即已冷却至室温。随着空心微球直径的增大，冷却速率呈指数函数关系不断减小。　　随着辊速的增大，Ni-Pb合金系成球率先增大后减小;Ni-3wt％Mg合金成球率持续增大;Ni-8wt％Pb-3wt％Mg合金中由于铅含量大于镁含量，其成球率曲线总的变化趋势遗传了Ni-8wt％Pb合金成球率曲线特性，但Mg的加入对其有所影响，使其总体成球率增大了。　　Ni-Pb合金随着粒径的减小，组织趋于细化。Ni-3wt％Mg合金球壳凝固组织细小，晶体形态以等轴晶为特征，晶粒尺寸在1～3μm范围内，未发现明显的宏观偏析，但局部出现了微弱偏聚及相分离现象。Ni-8wt％Pb-3wt％Mg合金球壳凝固组织中，L2(Pb)相优先占据表层，α-(Ni)相和（Mg)相依附其而形核。