在世界各国竞相争夺科技高地的背景下,拥有仿生多功能表面的零部件在前沿大科学工程、航空航天、生物医学及国防等领域不断取得突破性应用。超快激光+振镜扫描激光刻蚀技术,拥有脉冲宽度极短、脉冲峰值功率极高、可非接触加工等特点。采用激光纹理织构的方式处理材料表面,可以将仿生性能固定在材料上,是一种能兼顾高精度、高稳定性、高效率的具有广阔应用前景的仿生表面制备技术。本文针对金属表面皮秒激光+振镜扫描的纹理刻蚀技术主要进行了以下几个方面研究:(1)研究了皮秒激光加工金属作用机理以及材料表面润湿过程,分析了金属对不同波长光能的吸收情况,皮秒激光与金属相互作用的双温度方程,以及材料表面润湿过程的研究模型。(2)研究了皮秒激光刻蚀2024铝合金表面形貌的演变规律,详细研究了离焦量、单脉冲能量、扫描次数、光斑搭接率等激光束参数和扫描特征参数对刻蚀线宽、深度、粗糙度的影响规律,为多功能仿生表面的织构奠定基础。(3)通过实验研究了金属表面的润湿性与织构纹理的疏密、粗糙度(Ra)的关系。进行正交实验,得到不同疏密纹理制备过程中,激光单脉冲能量、扫描次数、光斑搭接率、激光频率等参数影响不同形态纹理的粗糙度主次关系和因素显著性。(4)通过实验制备了不同仿生性能的超疏水金属表面,包括类“荷叶”表面、类“玫瑰花瓣”表面、类“蓝闪蝶翅”表面三种。(5)为满足加工零部件的适配需求,研究了波浪形态纹理的峰-波幅度、材料厚度方向刻蚀量的控制问题。基于工艺规律制备出尺寸可控的微-纳复合纹理,调节金属的润湿性。并根据纹理尺寸与润湿性能的关系,划分了超疏水纹理织构区域,准超疏水纹理织构区域,润湿性维持稳定的纹理织构区域,为工程化应用打下基础。