表面物理化学性能强化是加工技术发展的必然趋势之一,研究功能表面的高效加工与制备技术对于提升产品性能具有重大意义。目前超疏水表面优良的抗润湿能力使其在流体减阻和液滴操控中发挥重要价值,在产品改良和升级中有广阔应用前景。电火花加工过程中放电凹坑叠加形成了凹凸不平的表面,这种表面独特的微观形貌特征影响了润湿性,若加以利用便可以用于超疏水表面的制备,并在实际应用中发挥作用。本文以电火花加工形成的表面为研究对象,对表面微观形貌进行拟合重构和润湿性分析,并以此为基础提出了制备高性能超疏水表面的工艺方法,进一步探索了其在功能超疏水表面和润湿性图案制备中的实际应用。本文对电火花加工表面的三维形貌进行了分析和重构,以求建立起形貌特征与工艺参数之间的函数关系。首先对单脉冲放电凹坑的形态和尺寸进行理论和实验分析,建立起凹坑尺寸与加工电流和脉宽之间的响应曲面。对形貌采集得到的数据矩阵进行统计运算和功率谱密度分析,归纳出Z方向和X-Y方向的形貌特征,并建立起表面高度分布、空间频率分布与单脉冲放电凹坑尺寸之间的数值联系。依据分形理论,使用小波分解法分离信号层,并提取空间特征频率和幅值两个特征参数,在大量实验测量基础上获取了特征参数与加工电流和脉宽的函数关系。使用提取的5组特征参数重构轮廓,并得到曲面方程,实现了对表面形貌的预测。在重构的电火花加工表面基础上进行了表面润湿性的研究。基于力平衡原理建立起理想阵列微结构表面的水滴接触角理论模型,并将其引入到重构表面的接触角预测中。根据Wenzel和Cassie-Baxter理论,从曲面方程和三相接触线的力学分析推算固体分数和接触线密度,求解接触角。对具有分形特征和不可分形两类双频率波纹曲面分别进行润湿性理论分析,并结合复合模型方法,探究不同特征参数下复合润湿模型的转变条件和临界状态,实现疏水处理表面上水滴接触角的预测。最后通过工艺实验对预测模型进行验证和修正,从而建立起电火花加工参数与表面润湿性之间的数学关系。以电火花加工表面上水滴接触角模型为理论依据,进行超疏水表面制备工艺的探索。提出了电火花/电化学组合工艺方法,实现了分层微纳米结构超疏水表面的制备,并利用电化学刻蚀和沉积技术形成的纳米或亚微米结构进一步增强表面超疏水能力。对组合方法得到的可分形表面采用复合润湿性模型进行理论分析,研究电火花、电化学工艺和低表面能处理在超疏水表面制备过程中各自发挥的作用,并通过调节工艺参数,制备出高性能超疏水表面。使用电火花/电化学刻蚀法在铜材料上得到的超疏水表面接触角可达167.1±2.6°,通过形貌表征和电化学腐蚀性测试展示了其优异的抗润湿和抗腐蚀能力。运用电火花/电化学沉积法在铝表面实现水和煤油的超双疏性,水滴接触角最高可达169.8±3.0°。耐磨性测试和减阻性能测试展示出电火花工艺对于提升超疏水表面耐磨性和稳定性的重要作用。在电火花/电化学组合工艺理论和实验研究的基础上,开展功能润湿性图案的设计和制作。在电化学沉积基底上使用电火花加工出直径500μm的圆形点阵,制作液滴存贮样件,通过图案上水滴接触角和接触角滞后的理论计算和液滴实验验证了此方法的可行性。基于掩模电化学沉积技术,针对不同的图案尺度,在电火花加工表面基底上开展功能图案的制作和测试。使用铜箔掩模制备大尺寸非均匀润湿性图案,并用于水雾收集研究和楔形图案液滴自驱动定向传输研究。使用光刻显影掩模技术实现高精度功能润湿性纹理的制备,并加工出鱼鳞状和箭头状各向异性液滴减阻功能的图案,实验验证了制作的液滴单向减阻功能试件的有效性。本文结合理论研究和工艺实验探究,对电火花加工表面形貌、润湿性进行了较为详细的研究分析,通过工艺方案探索和表征测试实现了超疏水表面和功能润湿性图案的可控制备,将表面缺陷转变为工艺优势,展示出电火花工艺新的应用价值,也为超疏水表面制备和流体操控技术提供了一种工艺方案。