闭孔泡沫铝具有轻质、高比强度以及良好的能量吸收、隔音、隔热、电磁屏蔽等优点,可广泛应用于交通运输、建筑机械、电子通讯、航空航天、环境保护等多个领域。熔体发泡法可以生产大尺寸且具有规则孔洞结构的闭孔泡沫铝,是目前最具商业价值的泡沫铝制备工艺,但由于传统工艺大都采用TiH₂等作为发泡剂及金属钙作为增粘剂,TiH₂类发泡剂分解速度快的特点使得该法操作条件苛刻,成品率低;昂贵TiH₂类发泡剂及金属钙的使用,也进一步提高了闭孔泡沫铝的制造成本;还有目前的间断式操作,大大降低了生产效率。因此,研究可替代TiH₂类发泡剂以及金属钙类增粘剂的新型材料意义重大。本论文主要研究了可替代TiH₂类发泡剂以及金属钙类增粘剂的新型材料——NFA（Novel Foaming Agent）的增粘机理和发泡行为,以及采用NFA两步法制备泡沫铝材料的新工艺,并对泡沫铝生产过程中常见的内部缺陷和废泡沫铝的回收与循环利用进行了研究。主要的研究结果如下:（1）NFA的增粘分析研究表明,NFA的增粘机理主要在于其释放的CO₂气体可以与铝熔体发生反应形成许多细小的氧化物颗粒以及NFA本身分解后的固体微粒残留物使熔体的粘度增加。NFA增粘过程中需要添加1～2%的金属Mg来改善NFA与铝熔体的润湿性。（2）NFA的热分解行为分析研究表明,NFA分解反应受化学反应控制,且其在600～700℃温度段的分解比较平缓,700-800℃温度段的分解才开始显著加快。NFA的热分解行为表明,它完全可以代替TiH₂来制备泡沫纯铝及泡沫铝合金;另外,因为其分解时间长,从而使得泡沫铝材制备过程中的各种条件（包括温度、时间及搅拌强度等）没有使用TiH₂作发泡剂时的苛刻。（3）对以NFA作发泡剂的熔体发泡过程分析表明,发泡过程实际上是熔体中气泡的形核、生长、流变和破裂的动态平衡过程。保温发泡阶段的前期是泡沫的主要生长期,NFA分解产生的CO₂压力是气泡长大的驱动力;保温发泡阶段的后期气泡的坍塌开始占据主导因素,这种气泡的失稳归于两种机制:排液和合并,这两者是一个自发进行的过程。排液的最终结果是在泡沫铝底部形成无泡层,气泡的流变引起泡沫铝梯度孔结构的变化;NFA分解产生的CO₂与铝熔体发生反应,在气泡表面形成的连续致密氧化膜（主要为Al₂O₃）对稳定气泡形貌、减缓气泡的合并和长大有重要作用。（4）根据NFA的增粘、发泡机理和热分解特点,设计了一套NFA两步法制备泡沫铝的新工艺,并通过实验室试验确定了主要的工艺参数,成功制备出了结构均匀的方形泡沫铝材料。（5）泡沫铝常见的内部缺陷主要有底部无泡层、局部无泡区和内部热裂纹。提高熔体的粘度可以有效降低底部无泡层的厚度;采用双层倾斜叶轮搅拌桨的设计、提高搅拌速度可以有效消除局部无泡区;选择有效结晶温度范围小的铝合金、采用金属型铸型以及逐层凝固的冷却方式可以有效消除裂纹。（6）泡沫铝生产中的各种废料可以重熔进行回收;利用重熔再生铝进行二次泡沫铝制备时,无需增粘,其泡沫化性能和原铝类似;再生铝与原铝按1:1配比并添加1～2%的金属Mg后制备的二次泡沫铝孔隙率和均匀性明显提高。