激光表面织构化技术指的是在材料的表面利用激光器的高能量密度进行加工,制备出具有一定大小和方向的图案的加工方法。激光表面织构化技术其实来源于大自然,在大自然中,很多超疏水、抗磨损、低摩擦的物体都不是完全光滑的,在微观下观察可发现,他们的表面都存在一些细小的沟壑,所以在材料表面加工出微织构可达到提高硬度、减少磨损、提高疏水性等效果,表面织构化技术被广泛应用于摩擦学领域和润湿性能领域。本课题通过长脉冲激光与5052铝合金表面的相互作用,在铝合金表面制备微织构,研究激光诱导铝合金表面微结构形貌的变化规律,并探究了表面微织构对摩擦磨损性能和润湿性能影响。论文的主要研究内容有:1.单脉冲激光诱导5052铝合金形貌演变规律研究。在不同的激光平均功率下,先通过改变不同的脉冲宽度,探究脉冲宽度对表面形貌的影响,并综合考虑形貌参数、形貌演变、加工可重复性等方面选择出加工情况最理想的脉冲宽度。在此脉冲宽度的基础上,研究脉冲能量对表面形貌的影响。实验结果表明,不同激光平均功率下脉冲宽度对形貌直径参数和高度参数的影响不同,对比不同激光平均功率下六种脉冲宽度对形貌的影响后发现,脉冲宽度为300μs时加工出的凹坑形貌最理想。在脉冲宽度为300 μs时,按照形貌的演变规律将能量分为三个阶段,第一阶段内形貌深度较小,边缘凸起高度大于凹坑深度,凹坑直径持续增大,热影响区直径也不断增加;第二阶段内凹坑直径不断增加但增速不快,凹坑深度增加很快;第三阶段内凹坑边缘凸起增多,边缘凸起宽度和高度迅速增加。2.多脉冲激光诱导5052铝合金形貌演变规律研究。通过改变不同的脉冲个数和激光平均功率,探究脉冲个数对形貌的影响规律,并讨论不同激光平均功率下的变化规律异同。实验结果表明,激光平均功率30 W下,当脉冲个数增加时,表面形貌出现了由凸包到凹坑的转变过程,35 W功率下形貌演变过程缩短明显,并且很快进入不规则的等离子体作用阶段。单脉冲诱导与多脉冲诱导的主要区别在于加工机理不同和表面形貌不同。3.5052铝合金激光织构化表面制备及性能研究。诱导出四种不同的表面形貌,对三种面密度下的四种形貌摩擦性能和润湿性能进行研究,分析不同面密度下形貌差异对摩擦学性能和润湿性能的影响。实验结果表明,在摩擦磨损方面,材料表面微织构的存在可以达到减小摩擦系数的作用,并且形貌不同、摩擦参数不同其减摩效果也不同;在润湿性能方面,激光的加工使得所有试样均呈亲水状态,并且不同的形貌、不同的面密度对接触角的影响较大,实验现象符合Wenzel模型,经过氟硅烷表面处理后所有试样均呈疏水状态,同一形貌下不同面密度的接触角无显著差别,不同的形貌下接触角有所不同。