超薄壁材料广泛应用于航空航天、医疗器械、集成电路等重要行业和关键领域,具有不可替代的作用。由于材料薄,传统成形技术加工超薄壁材料,存在加工难度大,易变形、易冲破等难题,已远远不能满足超薄壁材料的成形需求。激光冲击微成形技术采用激光作为成形工具,利用脉冲激光产生的等离子体爆轰波使材料发生塑性变形,具有加工效率高、成本低、柔性好等优势,在超薄壁材料的成形加工中受到关注,但也存在烧蚀和绝热剪切失效现象,且当样件厚度下降到一定程度时容易出现冲破和起皱现象。本文提出一种新型的激光空化冲击微成形技术,利用激光击穿液体介质诱导产生空泡,将激光空泡激发的等离子体冲击波、空泡溃灭冲击波和微射流作用力等复合加载力源作用于材料,实现10μm及以下厚度的材料成形。研究结果表明激光空化冲击微成形样件的边缘轮廓清晰、表面质量好、截面厚度分布均匀、对称性好。本文开展激光空化冲击微成形机理及特性的一系列基础研究,主要工作如下:（1）理论研究激光空化冲击成形机理。首先,通过分析激光诱导空泡形成机理与空泡动力学理论,研究激光空化冲击成形的可行性。其次,基于Keller-Miksis方程研究空泡尺寸随时间变化关系;分析等离子体冲击波在水中形成和发展的过程及冲击波压力特性;分析等温过程和绝热过程中的空泡溃灭冲击波压力;研究球形空泡的非对称性溃灭,揭示微射流形成机理。最后,研究空泡在单壁面附近脉动规律,揭示单壁面空化冲击成形机理;在此基础上,提出多壁面的激光空化成形技术,通过研究空泡在双壁面间脉动规律,揭示双壁面空化冲击成形机理。（2）仿真分析激光空化冲击作用特性。基于Fluent软件中的VOF多相流模型,结合空泡动力学特性公式等仿真参数,综合考虑液体粘度、表面张力、可压缩性等各方面因素,模拟研究近壁面的空泡脉动形态、压力场和速度场分布,获得不同壁面距离下微射流冲击速度和水锤压力大小;在此基础上模拟空泡在双壁面间的脉动形态和冲击波压力特性,获得不同壁面距离下空泡脉动形态、压力场和速度场分布,进而获得微射流冲击速度和水锤压力大小。（3）实验研究激光空化冲击波压力特性与影响因素。开展单壁面空泡脉动实验研究,揭示空泡在单壁面附近的脉动规律和冲击波压力特性。研究壁面距离和激光能量对空泡脉动特性和泡心位移的影响,获得空泡在不同无量纲参数下的脉动规律;研究壁面距离对空泡脉动周期的影响,获得空泡脉动周期延长因子随无量纲参数变化规律;研究空泡在不同壁面距离和激光能量下的声脉冲信号,揭示壁面距离和激光能量对冲击波压力特性的影响规律。在此基础上,开展双壁面空泡脉动实验研究,揭示空泡在双壁面间的脉动规律和冲击波压力特性。研究壁面距离对空泡脉动形态的影响,获得空泡在不同无量纲参数下的泡心位移规律;研究壁面距离对空泡脉动周期的影响,获得不同壁面距离下空泡脉动周期随半径的变化规律。研究不同壁面距离下的声脉冲信号,揭示壁面距离对冲击波压力特性的影响规律。（4）构建激光空化冲击成形系统,研究超薄壁材料的激光空化成形特性。研究壁面距离和冲击次数对样件表面形貌、成形深度和粗糙度的影响规律;采用EDS对微射流作用区域进行线扫描分析,获得氧元素含量随冲击次数的变化规律;研究样件截面厚度分布,获得样件截面厚度随激光能量变化规律;基于纳米压痕测试技术,分析激光空化冲击成形对样件纳米硬度和弹性模量的影响规律;同时构建双壁面激光空化冲击成形系统,研究壁面距离对样件表面形貌、成形深度和粗糙度的影响规律;研究样件截面厚度随激光能量变化规律,获得理想的成形效果。研究结果表明,激光空化冲击微成形技术特别适用于超薄壁材料的加工,制造效果好、表面无烧蚀、成形深度大、边缘轮廓清晰、对称性好,满足微纳器件的制造与需求。