镁合金具有比强度高、可加工性好等优势，但其耐蚀性欠佳，成为阻碍其进一步推广应用的瓶颈。采用纳秒激光在AZ91D镁合金表面进行微织构加工，并辅以低温热处理，获得了不同润湿性的表面。通过表征不同润湿性镁合金的表面形貌和成分、静态接触角以及耐蚀性，研究了镁合金表面激光调控润湿性的方法以及镁合金耐蚀性提高的机理。实验结果表明：激光加工和后续的低温热处理促使表面的C元素含量升高；表面形貌和表面C元素可以协同调控表面的润湿性；激光加工可以促使镁合金表面形成氧化膜，有助于提升镁合金的抗盐雾腐蚀能力；亲水性微织构表面的耐蚀性优于原始表面；超疏水Cassie表面具有优异的抗盐雾腐蚀性能，这是由于盐雾液滴在其表面的停留时间短。

采用激光微织构技术，在钛合金表面上制备了圆形微凹坑，采用HT-1000型高温摩擦磨损试验机考察了微织构试样在常温和高温下的摩擦学性能，通过对摩擦系数、磨损量、磨痕三维轮廓和磨痕形貌的分析，探讨了高温环境对微织构试样耐磨性能和磨损机理的影响。结果表明：激光微织构试样在常温和高温磨损环境下的摩擦学性能均优于钛合金基体；在高温磨损条件下，微织构试样表现出更低的摩擦系数（0.27）、更小的磨损量（1.26 mg）以及更窄更浅的磨痕轮廓；微织构试样的磨损机制从常温下的磨粒磨损和轻微氧化磨损转为高温下的严重氧化磨损。由于微凹坑的磨屑收集特性及微织构表面在摩擦载荷的作用下可形成连续致密的光滑摩擦氧化物层，因此微织构试样表现出更好的高温耐磨性能。

为了研究不同微织构形貌对刀具表面涂层性能的影响, 利用光纤激光在其表面制备了不同面积占有率的毛化和沟槽微织构形貌, 并利用PVD磁控溅射镀膜技术对织构化的试样表面进行TiAlN涂层的沉积。采用Nanofocus共聚焦显微镜检测涂层前后的织构形貌; 应用AMH-61显微硬度计检测试样表面的显微硬度; 采用D8 ADVANCE型X射线衍射仪检测织构化涂层表面的残余应力; 采用Rtec MFT-5000型表面性能试验机对涂层表面进行划痕试验, 表征涂/基结合力。结果表明: 一定面积占有率的毛化形貌有利于提高涂层显微硬度, 沟槽形貌对涂层显微硬度有较小的削弱作用, 面积占有率对其影响不大。两种织构形貌均能减小涂层内部残余应力, 残余应力下降幅度与织构面积占有率呈正相关。一定面积占有率的织构有利于增强涂层结合强度, 毛化相比沟槽更有效, 结合力最高可提升19.2%。两种微织构形貌有效提高了刀具表面涂层性能。

梯度润湿性表面能够自主驱动液滴进行可控的定向流动,具有重要的应用价值。采用纳秒激光在304不锈钢表面加工微结构,并辅以低温热处理方法,获得了激光快速加工梯度润湿性表面。采用扫描电子显微镜、能谱分析和接触角测量仪分别观察和表征了加工表面的微结构、化学成分及接触角,采用高速相机观察液滴在梯度润湿性表面的流动状态。实验结果表明:采用激光加工后,表面C元素含量是影响表面亲疏水性的重要因素;对于304不锈钢,激光加工后通过200 ℃的短时加热,可以促进表面C元素含量发生快速变化,实现接触角的快速固化;合理设计靶材表面的微结构,可以获得具有不同接触角的均匀润湿性表面;通过合理设计表面微结构的分布,可以获得不同润湿性梯度的表面;通过改变表面微结构的分布,可以控制靶材表面液滴的流动距离和流速。

为了提高金属表面激光吸收率及激光微织构加工表面质量, 采用W-71s型喷枪在试样表面分别喷涂黑漆、水玻璃和黄料, 并用Nd∶YAG激光器对其进行激光微凹坑加工。与无涂层试样相比, 激光加工水玻璃和黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积都增加, 其凹坑边缘熔渣体积都减少, 其中, 黄料涂层试样表面蚀除凹坑体积增加了29.4%; 在此基础上, 利用正交试验法探讨水玻璃和黄料的配比以及厚度对激光微织构加工表面蚀除凹坑体积和凹坑边缘熔渣体积的影响。结果表明, 吸光涂料的厚度控制在0.1mm左右, 黄料含量17%、水玻璃含量18%的涂料为最优涂料配方; 正交试验表中最优试样表面蚀除凹坑体积相比无涂层试样增加了70.6%, 其凹坑边缘熔渣体积减少了16.2%。该工艺显著提高了激光吸收率和激光加工表面质量。

探讨了单脉冲同点间隔多次(SPI)工艺对激光微织构加工效果的影响。采用纳秒倍频Nd³⁺∶YAG 激光器在45钢表面进行激光微织构实验，研究激光能量密度、脉冲个数对微凹腔几何形貌参数的影响规律；分析烧蚀所致表面等离子体对激光吸收率的影响；并从实验和温度场模拟角度，对比分析了SPI工艺相比同点连续多次工艺的特点及技术优势。结果表明：随激光能量密度增加，微凹腔直径呈对数函数关系增加，而凹腔深度则随之先增大后趋于平稳，最后略微下降。作用脉冲个数对凹腔直径影响不明显，但凹腔深度随之呈线性增加。较之同点连续多次工艺，SPI工艺能最大限度降低激光加工产生的负面热效应，且多脉冲作用对微织构内部形貌具有“平滑”作用；同时，在保证单个脉冲材料去除率的条件下，提高了激光加工高质量微织构的总效率。

为了研究硬质合金表面激光微织构工艺对膜-基结合性能的影响,利用光纤激光对硬质合金表面进行了微织构造型(不同微凹坑直径、深度及密度),并选用PVD工艺利用超高真空多功能的磁控溅射系统对硬质合金织构后的表面进行TiAlN涂层的沉积;采用HXD-1000TMSC/LCD 显微硬度计测定了涂层表面的显微硬度;应用X-350A X射线应力测定仪检测了基体织构后的表面残余应力以及涂层后试样截面的残余应力。研究结果表明: 硬质合金基体激光微织构处理对涂层表面的显微硬度具有一定的影响,其中织构密度对显微硬度的影响较大;硬质合金表面激光微织构会在基体上引入残余拉应力,凹坑间距对残余应力影响很小,而织构密度对残余应力的影响较大。