近年来,随着节能减排作为社会发展和技术进步的必要考虑前提,工业材料逐渐向轻量化转型。铝合金以其轻质、比强度高等特点,成为了工业用件的重点选材之一。作为轻/软合金的7075铝合金,其磨损失效问题极大制约了轴/杆类件的服役稳定性,现今可延长该寿命的有效方法为表面强化,然而,表面强化往往以牺牲铝合金先天的韧性优势为代价,这为7075铝合金在轴/杆类件承受应力状态软性系数较小的受力条件下带来了一定的安全性隐患,为了缓解这一困扰,表面强化对7075铝合金的强韧性影响不容忽视。因此,在提高铝合金耐磨损性能的同时对其强韧性协同调配成为了改善轻量铝合金安全、高效且经济应用的重要研究环节。以具有特殊功能的生物构体为仿生原型,将抽象出的结构形态加工于工件表面,使基材在保留原始优异性能的同时获得与生物构体功能相近的结构。通过对兼具高耐磨性和高抗断裂性的生物体表进行观察,“软-硬”相间的非光滑特征为其在承受外力以及缓释应力等方面提供了重要基础,进一步探究发现,生物优异的功能并非单一特征量的作用,而是多特征量综合影响的结果。受上述启发,本研究通过高效、可控的激光加工技术与仿生学的巧妙结合,采用激光仿生加工的处理方式,在7075铝合金基材表面制备出呈间隔分布的CeO2-SiC-Ni强化组织（硬质单元体）,并与基体形成“软-硬”相间结构的仿生表面,且该方法所制备的试样称为仿生试样。通过磨损试验和拉伸试验,深入探究了硬质单元体组织和形貌特征对7075铝合金磨损性能和断裂韧性的协同影响规律,以期保留基体优异断裂韧性的基础上提高其表面的抗磨损性能。结果表明:（1）单元体组织特征量:适量Ce元素的添加对7075铝合金的耐磨性起到了积极作用,随着稀土含量的增加呈现出先增后减的规律,当含量超过3%时,单元体的表面粗糙度、硬度以及耐磨性能均呈下降趋势。其中,以3%CeO2-15%SiC-82%Ni混合粉末制备的仿生试样具有最佳的抗磨损性能。（2）单元体形貌特征量:单元体作为强化区域,其形状的调控对单向受力磨损和拉伸断裂起到了方向性导引和阻滞作用,同时影响着仿生表面强化试样的抗磨损性能和断裂韧性。其中,网状单元体由双向条状单元体组合而成,其整体可看成近似条状硬质区（类条状区）和近似点状硬质区（节点区）两部分组成,兼具了点状单元体的多向疏导作用和条状单元体的损伤阻滞作用。此外,随着单元体间距的变化,其组织也发生变化,其中2.5 mm间距的网状单元体具有最为致密均匀的组织,其所在的仿生试样的断裂延伸率在最为接近未处理试样的情况下,呈现了高抗拉强度和抗磨损性能。（3）仿生试样磨损和断裂过程的微观机理:网状单元体对铝合金断裂韧性的优化,主要取决于加工区域均匀且细化的组织对试样受力过程中裂纹的萌生及扩展起到了阻碍效果,且单元体中类条状区域与节点区域的综合作用使应力得到了缓释,此外,由于Al3Ni2、Al4C3等硬质相的生成,对仿生试样也起到了弥散强化的作用。（4）仿生表面的磨损和断裂的协调机理:因细小且均匀致密组织导致的屈服强度提高,可有效抵抗加载力对试样的作用;单元体在起到集中应力保护基材作用的同时,类点状区域的多向疏导功能,可导引作用力在试样表面均匀分布;类条状单元体起着对磨屑运动的阻碍及打磨、对拉伸过程中裂纹扩展的阻滞作用;在硬质单元体承受应力的同时,部分作用力传导至基体中,软质铝合金发挥其自身可变形能力强的优势,吸收了部分应力。