在传统金属材料领域中，微观或者宏观孔洞被认为是一种缺陷，这种缺陷对金属材料来说严重影响其力学性能，因为它们在受到力的做用时是裂纹形核点，造成材料低应力断裂，在工程化应用过程中对结构造成灾难性的后果。但是，当材料中孔洞的数量增加到一定程度后，材料会因为空洞的存在和按照一定排布，就产生一些奇异的功能，从而形成一个新型的材料多孔材料，即泡沫材料。由于泡沫材料的现在人们制备出的泡沫金属有泡沫铝、泡沫镁、泡沫铜、泡沫镍、泡沫铁等，由于铝和铝合金广泛的用途以及优良的铸造性能，因此科研工作者对泡沫铝进行了广泛的研究。
1、国外泡沫铝材料研发概况
泡沫铝材料是19世纪80年代后期国际上迅速发展起来的，以铝为原料，经发泡处理后在其内部形成大量气泡的一种新型多孔材料。
泡沫铝材料最早由美国人Benjamin Sosnick等人提出。采用汞与铝合金之间的沸点的差别，通过增减压力使发泡剂的物质汽化，冷却后制成一种带有孔洞的金属。目前这种方法归类为渗流铸造法1948年被美国专利局批准为发明专利。此后，泡沫铝作为一种新兴材料而受到人们的关注。
1956年，美国Borksten公司(Borksten Research Laboratory Inc)的J.C.Elliott
等人利用首次利用TiH2或ZrH2粉末作为发泡剂加入到铝镁合金熔体，分解产生的氢气在熔体内形成气泡，冷却固化后形成闭孔泡沫铝。熔体直接发泡法成功地制造出泡沫铝，为泡沫铝的进一步发展打下了牢固的基础。随后Foamalum公司(FoamalumCorp.)和 Ithly公司(Ithly Corp)将这一方法进行了实际应用。这一时期美国从事该项研究的企业还有LOR公司和ERG公司等。在很长一段时间在美国的发展出现了停滞。直到二十世纪末期泡沫铝的研究才又在美国展开，主要的研究机构有麻省理工大学、特拉华州大学、伊利诺斯州立大学、丹佛大学研究院、克罗拉多大学等多所大学，研究的内容包括泡沫铝的热物理性质、机械性能和应用，其中麻省理工大学所做的研究工作最多。
20世纪70年代初，日本开始进行泡沫铝材料的研究。1970年，日本金属产业调查研究所的藤井清隆在《金属》杂志上发表了一篇题为“比木材还轻的气泡铝合金的开发”的文章，较全面地阐述了多孔金属的制造方法及其性质和用途，标志着日本进入泡沫铝研究领域。1978年，日本通产省工业技术院九州工业技术试验所的上野英俊等人研究出利用火山灰作为发泡剂制备泡沫铝的方法。至1982年，以九州工业技术试验所、早稻田大学为代表的一批研究单位对泡沫铝进行研究。他们采用包括渗流铸造法、熔体直接发泡法、溶解度差法、粉末冶金法、无重力混合法等制备泡沫铝材料。其中在渗流铸造法和熔体直接发泡法上取得较大进展，不但给出了基本的工艺制作过程，而且还提供了较为详尽的操作程序，并实现工业化生产。
进入二十世纪九十年代以后，欧美国家加大了泡沫铝研究方面的投入。德国布莱梅夫雷霍弗实用材料研究所(IFAM)在粉末冶金法生产泡沫铝的技术方面取得的突破，加拿大阿尔坎国际有限公司(Alcan International Limited)开发出注气法生产泡沫铝的生产线。
乌克兰冶金学家沙波瓦洛夫(Shapovalov)在研究中发现，许多金属液体能与气体(如氢气)形成共晶体系，如果在高压氢气气氛(5~10atm，最高可达50atm)中熔化这些金属，就可以得到含有过饱和氢的均匀熔体。在随后的冷却凝固过程中，这种含有过饱和氢的熔体会发生共晶转变而分解为固相和气相，该法也称为溶解度差法。
进入二十一世纪后，泡沫铝的研究已经在世界各地蓬勃兴起。除美国、日本、德国和加拿大之外，英国的诺丁汉大学研究了氢化钛热处理对气体释放和铝-氢化钛前驱体发泡的影响，剑桥大学研究了碳酸盐作为发泡剂制备泡沫铝材料的技术；韩国釜山大学对熔体法制备泡沫铝材料过程中气泡的产生进行了物理模拟，韩国科技研究所热流控制研究中心研究了在一个不均匀的加热管中泡沫铝材料的强制对流情况；乌克兰国家科学研究院和日本东北大学对“液态金属中放气粒子周围初始微孔的成长理论，即气泡的初始形成条件和成长动力学”进行了仔细的研究。另外，奥地利维也纳科技大学材料技术研究院、挪威科技大学、新西兰奥克兰大学等研究机构，以及荷兰、俄罗斯和斯洛伐克等国家也对泡沫铝进行了基础和应用性研究。
2、国外泡沫铝材料研发概况
我国的泡沫铝研究起步于二十世纪80年代后期，当时贵州工学院和大连理工大学等院校较早地对熔体直接发泡法做过一些研究工作，并取得了一系列研究成果。二十世纪90年代，进行泡沫铝材料研究主要有北京有色金属研究总院、东南大学、山东工程学院、北京科技大学、洛阳船舶材料研究所、太原重型机械学院、吉林工业大学、哈尔滨工业大学、中国科学院固体物理研究所、东北大学等。这些单位经过多年的探索和研究，取得了丰硕的研究成果。
东南大学对渗流铸造法制备泡沫铝进行了多方面的研究，包括渗流过程的模拟实验，影响制备过程的气孔大小因素，通孔尺寸的控制，以及孔结构对吸声性能、热传导性能的影响等。随后东南大学开始了熔体直接发泡法的研究，研究的内容有铝熔体泡沫化过程中孔结构的控制、孔的演化规律、溶体粘度对孔壁结构的影响、气孔形核的影响因素、以及凝固过程控制对孔隙率的影响等进行了深入研究。
洛阳船舶材料研究所采用熔体直接发泡法制备出(600mm×600mm×8-400mm)尺寸规格泡沫铝。其密度为 0.25~0.5g/cm3，孔径为 2~7mm，孔隙率为 80%~90%。而且对泡沫铝的吸声性能、阻尼震动和力学性能方面的性能进行了实验研究。
吉林工业大学在 1994 年以前就采用渗流方法制备了开孔泡沫铝材料，深入研究孔隙结构及渗流特性、吸声特性等。其泡沫铝材料以 ZL109 合金和工业纯铝为原料，采用加压渗流法制备出泡沫铝材料，并对其进行了结构和性能测试。除此之外，开展了消音器等实用产品的试验研究。
东北大学对渗流铸造法和熔体直接发泡法等进行了研究，尤其在熔体直接发泡法制取泡沫铝方面开发出实用的生产技术， 2003 年末东北大学与企业联合进行了熔体发泡法制备泡沫铝的工业化生产试验。东北大学对制备大规格泡沫铝板材的研究涉及铝熔体的增粘方法、发泡剂的选择、搅拌时间和发泡温度的控制等多个方面，并制造出与国外同类产品性能相当的泡沫铝制品。目前东北大学已在泡沫铝材料的制备、性能研究及应用开发的方面做了大量的工作。
中国台湾工业技术研究院(I.T.R.I.)材料研究实验室的杨等人对生产泡沫铝合金过程中发泡性质的控制及粘度和冷却条件对铝合金发泡能力的影响等方面做了深入的研究，为熔体发泡法制备泡沫铝的工艺完善提供了有益的实验依据。
3、结论
泡沫铝材料的经过近百年的发展，在制备工艺及工程化生产上取得了长足的进步，随着泡沫铝材料技术发展，在未来在军事装备及民用领域等具有重要的实际意义。
