机械端面密封在高温、高压、高速等工况下,往往会出现磨损率高、泄漏增加等问题,通过在机械密封端面设置有一定形状、密度及排布形式的表面织构,可有效改善密封端面的润滑性能。目前,机械密封端面表面织构的研究主要集中于沟槽和微孔等两种典型的织构类型,表面织构的选型是机械端面密封表面织构设计的首要和关键。然而,目前发表的文献中仍缺少对上述两种织构类型润滑和泄漏特性等方面系统的对比研究。为丰富表面织构在机械端面密封领域的研究与应用,本文从理论与试验两个方面对不同类型织构化机械端面密封的性能展开了研究。首先,基于流体动压润滑状态下的Reynolds方程,建立了不同类型织构化机械密封端面在不同流动状态下的理论模型,并以此分析了织构间的耦合、协同效应、织构形状、织构几何结构参数、工况操作参数对密封性能参数的影响规律,进而在所获得影响规律的基础上构造两个密封性能评价参数,并研究了不同类型织构化端面两个密封性能评价参数的差异。然后,根据获得的理论结果,完成了不同类型织构化机械端面密封性能的试验设计与研究。得出的结论如下:在表面织构间累积效应的研究方面:在不同孔栏计算域内中心部位半径方向上,从内径到外径,压力呈现周期性的变化规律,但外径部位单个微孔单元的压力最大值稍大于内径处;在圆周方向上,沿着动环转动方向,压力分布同样呈周期性变化,但由于相邻织构间的累积效应,使得整个计算域内的压力值分布发生变化,最终引起端面整体承载力随之变化,且由于织构间的这种累积效应,压力的最大、最小值所处的位置发生小幅度偏移。在不同类型织构化密封端面性能差异的理论研究方面:表面织构在提高机械密封端面流体膜承载力、膜刚度的同时,也将导致密封端面泄漏的增加;织构面积率S_p是不同类型织构在密封性能方面产生差异的重要参数,当S_p<10%时,微孔型织构化密封端面可获得更好的密封性能,而当S_p>10%时,微沟槽型织构化密封端面占据优势;存在最佳的织构深度h_p=3μm,使得每种形状的织构化密封端面均能够产生最佳的密封效果;通过织构偏转角度的调整和优化是实现织构化密封端面产生反向泵吸效应的重要手段,并以此获得密封端面的零泄漏甚至是负泄漏;小密封间隙（h₀<3μm）有利于密封端面承载力的提高、气膜刚度的增大和气体泄漏量的减小;伴随密封介质压力比的增大、动环转动速度的提高,密封端面的承载力、气膜刚度及气体泄漏量均增大,尤其是对于大介质压力比、高转速工况环境中。在不同类型织构化密封端面性能差异的试验研究方面:对于两类五种不同形状的织构化密封端面,均存在一最优面积率（S_p=11%-16%）可使其端面具有最小的平均摩擦系数,且这个面积率的值受表面织构类型的影响较小;从试验的角度证实了理论分析所获得关于织构面积率S_p是不同织构类型在密封性能方面产生差异的重要参数的这一结论,即小织构面积率（S_p<10%）的微沟槽具有更小的平均摩擦系数和大的端面泄漏率,大织构面积率（S_p>10%）的微孔型端面具有相同的效果;当织构深度h_p=5μm时,每种形状的织构化密封端面平均摩擦系数最小,且端面泄漏率趋于稳定值;通过偏转角度的调整和优化,不但可以实现摩擦学性能的改善,同时也可有利于密封端面泄漏的减小,其最优值因织构类型的不同稍有变化,但主要分布区间为30°-45°。