泡沫铝合金是一种新型功能材料，其内部结构中含有大量的孔隙。它有着独特的结构和优异的物理性能、机械性能、声学性能、热性能以及可回收利用性等，因此，成为一种具有很大开发潜力的工程材料。制备泡沫金属的方法众多，相比较而言，吹气发泡法因为设备简单、成本低、可以连续生产等特点，更适用于规模化生产。在生产过程中，如何控制气泡的尺寸大小及与分布、以及其拓扑结构是该项工艺的核心问题。本文以相关实验研究为依据，采用数值模拟方法对金属泡沫的气泡演化过程进行分析，揭示液态金属演化过程的动力学机制，为吹气法制备泡沫金属提供准确而可靠的科学依据和理论预测模型。主要研究内容和成果包括以下几个方面：本文采用相场法对金属气泡组织的演化进行二维模拟研究。相场法是建立在金兹堡-朗道理论之上的一种基于经典热力学和动力学理论的模拟方法，引入了相场变量，考虑有序化势与热力学驱动力的综合作用来建立相场方程，其解可以描述固液界面的形态和界面的移动。采用matlab编写程序，建立了一套完整的模拟思路，通过与实际生产过程中的气泡进行对比后发现，模拟结果与实验结果吻合性良好，因此验证了相场法的可行性。之后讨论了相场中的取向场变量个数、边界能和迁移率对气泡演变的影响。取向场变量个数越多在模拟过程中越接近真实材料的演变，边界能和迁移率越大气泡的生长就越快。根据具体的模拟情况和所研究的对象，对以上参数给出了一个合适的取值，以便在模拟过程中可以准确地真实地反映实际气泡的演变过程。