金属基复合泡沫（MMSFs）是由空心微珠和金属基体复合而成的一种新型结构/功能复合材料。同泡沫金属一样,它具有许多优异的性能,如轻质、高比强度、高比刚度、高吸能能力、良好的阻尼、吸声、隔热、隔音及电磁屏蔽等,高吸能能力是金属基复合泡沫的突出优点,在汽车、航空航天、舰艇及军事装备等领域具有广阔的应用前景。镁基复合泡沫具有更低的比重,应用在重量要求较低的结构中显得更有优势。但是镁是活泼金属,在高温液态下与各种空心微珠都极易起反应,难以成功制备出复合泡沫,从而制约了镁基复合泡沫的开发应用。本文为了解决镁合金与Al₂O₃空心微珠颗粒高温下易于发生界面化学反应而无法成功制备复合泡沫的问题,采用热解法在Al₂O₃空心微珠表面涂覆Mg O颗粒,在一定程度上阻止了液态镁合金与Al₂O₃空心微珠的高温反应,采用重力渗透法成功制备出了Al₂O₃空心微珠/AZ31B镁基复合泡沫材料。论文主要研究了MgCl₂涂覆浓度、空心微珠粒径、重力渗透制备工艺（渗透温度、渗透时间）、热处理、压缩应变率对镁基复合泡沫的显微组织、压缩性能、吸能性能的影响规律及机理。得出以下主要结果:（1）MgCl₂溶液涂覆Al₂O₃空心微珠表面后,经高温热解生成的Mg O会粘附在空心微珠表面,随着MgCl₂溶液涂覆浓度的增加,Mg O呈网状分布于空心微珠表面。研究了不同的MgCl₂溶液涂覆浓度对镁基复合泡沫的影响,结果表明,制备的镁基复合泡沫材料密度最小达到为1.21 g/cm³,比AZ31B镁合金基体降低31.64%,此时镁基复合泡沫的孔隙率为39.02%。压缩性能随着MgCl₂浓度的增加整体表现出先升高后降低的趋势。镁基复合泡沫的压缩屈服强度和抗压强度的最高值出现在MgCl₂涂覆浓度为0.1 g/ml时,分别达到60.24MPa和64.43 MPa;在MgCl₂涂覆浓度为0.15 g/ml时镁基复合泡沫的吸能能力与比吸能最大,分别为34.92 MJ/m³和23.59 k J/kg。（2）采用正交试验的方法研究了空心微珠粒径、渗透时间及渗透温度对镁基复合泡沫压缩性能的影响,结果表明,影响镁基复合泡沫材料比吸能的因素主次顺序为Al₂O₃空心微珠粒径>渗透时间>渗透温度。随着空心微珠粒径的增加,t/D的减小,镁基复合泡沫的比吸能下降,在空心微珠粒径为0.5～1mm时达到了最大。随着时间的增加,镁基复合泡沫基体中α+β共晶组织尺寸变大,β-Mg₁₇Al₁₂相的网状结构变得越来越清晰,材料的比吸能整体呈下降趋势,在10 min时该材料的比吸能最大;且随着时间的延长,在25 min时镁基复合泡沫中空心微珠和镁合金基体的界面消失,Al₂O₃空心微珠球壳被严重烧损。渗透温度对镁基复合泡沫材料的比吸能影响不大,比吸能值相差很小,在渗透温度在710℃时达到最大;随着温度的增加,基体中α+β网状结构变小。制备镁基复合泡沫材料最优工艺为:Al₂O₃空心微珠粒径0.5～1 mm,渗透温度710℃,渗透时间10 min。优化工艺后制备的Al₂O₃空心微珠/镁基复合泡沫材料的吸能性能是最高的,其吸能能力与比吸能分别为35.27 MJ/m³和25.01 k J/kg。（3）研究了热处理对复合泡沫显微组织及压缩性能的影响,结果表明,随着退火时间的延长,基体中的α+β共晶组织会变得粗大;固溶处理后,镁基复合泡沫材料基体组织中的网状β-Mg₁₇Al₁₂相基本消失,一些细小的粒状Mg₁₇Al₁₂相存在于基体中。退火1 h、固溶、时效处理及固溶+人工时效处理后镁基复合泡沫材料的吸能能力与比吸能相比于铸态均有所降低,在退火3 h吸能性能得到小幅度提升,最大吸能能力和比吸能分别为38.73 MJ/m³和25.99k J/kg,这一结果达到或超过了近年来报道的一些铝基复合泡沫和用其它方法制备的许多镁基复合泡沫吸能性能。铸态及退火后Al₂O₃空心微珠/AZ31B镁基复合泡沫材料的吸能性能随着应变率的升高而降低;固溶处理后镁基复合泡沫材料的吸能性能随应变速率增大而提高。铸态及热处理后镁基复合泡沫材料在动态压缩(应变率10³ s^-1)下的屈服强度与抗压强度都有大幅度提高,其中铸态、退火1 h、退火3 h、人工时效和固溶+人工时效的镁基复合泡沫抗压强度值分别比准静态抗压强度高14.48%、25.17%、14.48%、22.90%和35.70%。