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高性能Al-Zn-Mg-Cu合金（7xxx系铝合金）是航空航天、武器装备、轨道交通等领域不可或缺的重要结构材料。目前Al-Zn-Mg-Cu合金制备过程中存在以下问题:传统坯锭在制备过程中易发生热脆和冷裂等宏观缺陷以及组织不均匀等微观缺陷;Al-Zn-Mg-Cu合金塑性差导致变形加工困难等。粉末冶金工艺在制备大尺寸高性能7xxx系铝合金方面具有独特的优势,但高Zn含量的铝合金粉末难以通过无压烧结实现致密化,粉末冶金Al-Zn-Mg-Cu合金热加工理论的研究基础比较薄弱,限制了其大规模应用。因此,本文以制备高性能粉末冶金7xxx铝合金为目标,开展了粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金无压烧结工艺研究,解决了含Zn铝合金无压烧结致密化困难的问题;通过Gleeble热压缩实验对其热加工行为进行研究,为热变形加工提供理论基础;通过热挤压、热轧加工工艺制备出高性能粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金。研究工作以及结论如下:以纯Zn粉、Al-50Zn中间合金粉和预合金粉三种方法引入Zn元素,研究了 Zn的加入方式对成形性和烧结行为的影响,发现以Al-50Zn中间合金粉为原料引入Zn元素的方式最优,粉末成形性良好,烧结过程中Kirkendall效应引起的膨胀现象得以有效控制。通过粉末真空高温脱气处理,降低了烧结过程中闭合孔隙的内压,大幅度提高烧结坯体的致密度。经过脱气处理的烧结样品的氢含量仅为0.31 ppm,最终获得相对密度达99.1%的Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu烧结坯锭,显微组织表现为各向同性的等轴晶,平均晶粒尺寸为5.6 μm。通过粉末冶金坯锭无压烧结工艺,解决了大尺寸坯锭内外致密度均匀性差的问题,成功制备出直径650mm、坯锭内外高致密的粉末冶金Al-Zn-Mg-Cu铝合金坯锭。采用热压缩实验,系统研究了粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金在300～500℃、应变速率为0.01～1 s-1范围内的流变行为,发现在低温高应变速率时最终阶段未达到稳态流变阶段,在高温低应变速率下达到了稳态流变阶段。利用热模拟数据建立了粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金的本构方程,并计算出平均热激活化能为193.44 kJ/mol,高于铝合金的晶界自扩散能和晶格自扩散能。热加工图结果表明,粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金的最佳变形条件为380℃～450℃/0.1 s-1～1s-1,为后续热加工提供了理论指导。分别通过混料工艺和高能球磨工艺制备出氧含量为0.15 wt%和0.33 wt%的粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金。采用热挤压工艺（挤压比为4:1、9:1、17:1）成功制备出不同氧含量的粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金板材,研究发现,对于氧含量为0.15 wt%的板材样品,随着挤压比的增加,热处理态样品的回复和再结晶组织体积分数逐渐增加,抗拉强度也逐渐增加,分别为643 MPa（挤压比4:1）、677 MPa（挤压比9:1）和690 MPa（挤压比17:1）。氧含量为0.33 wt%的板材样品经过挤压比为9:1的热加工,研究发现随着氧化铝含量增加,对合金回复和再结晶行为的抑制作用更显著,与0.15 wt%氧含量的板材相比,热处理后沿着挤压方向仍保持着体积分数28.1%的变形组织,平均晶粒尺寸由～5 μm降低至～2μm,,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为719 MPa、671 MPa和11.5%。经过计算发现,细晶强化、位错强化和沉淀强化对合金屈服强度的贡献值分别为74 MPa、101 MPa和485 MPa。采用最佳的挤压工艺小批量制备出超高强韧粉末冶金7055铝合金,并通过工程应用验证。对氧含量0.33 wt%的粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu合金进行不同变形量的热轧加工研究,发现变形量为44.4%时并热处理后平均晶粒尺寸为～2.5μm,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为702 MPa、679 MPa和12%。变形量达77.8%时,变形组织体积分数增加,热处理态静态回复为主要软化机制,热处理后其平均晶粒尺寸依然维持在较小的尺度（～2.3 μm）,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为704 MPa、682 MPa和12%,表明粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu铝合金在小变形量下即可获得良好的组织及性能。采用单道次大变形量轧制工艺（变形量77.8%）制备出粉末冶金Al-8.3Zn-2.3Mg-2.5Cu板材,并对其微观组织和性能进行研究,发现单道次大变形量轧制后,材料内部的形变储能大幅度升高,变形态晶粒占主导。经过热处理后,形变储能迅速释放,更容易发生再结晶,此时沿着轧制方向的再结晶晶粒体积分数为50.6%,但纳米氧化铝颗粒抑制了再结晶晶粒的长大。样品的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到715 MPa、691 MPa和12.5%。采用此工艺成功制备出超高强韧粉末冶金7055铝合金装甲板,通过了力学性能考核验证。