以65Mn为基底材料，采用激光加工法，选择加工间距、扫描速度及重复扫描次数设计了正交试验，并经硬脂酸修饰构建了具有微纳复合结构的表面形貌。利用FESEM和EDS分别对样品表面的微观形貌和化学组成进行了分析，利用接触角测量仪及MATLAB分别对处理后65Mn样品表面的接触角(CA)、滚动角(SA)进行了测量，计算了砂纸磨损前后65Mn样品的分形维数。最终得到各参数最优水平为加工间距0.05 mm,扫描速度200 mm/s,重复扫描3次，65Mn最优水平样品表面的分形维数为最大值2.587 5,CA也为最大值154.19°;样品表面的分形维数达到最小值2.559 1时，样品表面的CA也降为最小值151.19°.采用5 kPa负载和砂纸，对65Mn优水平样品进行磨损测试，与对照组相比，磨损后的65Mn优水平样品表面仍然具有最大的CA(145.51°)及最小的SA(34.77°)。由试验结果可知，样品表面不同区域的粗糙程度和不规则性相似，具有典型的分形结构特征。表面分形维数可用来评估65Mn样品表面的超疏水特性，表面分形结构越明显，分形维数越大，与之对应的CA也越大。表面分形维数还可以判断65Mn样品超疏水表面的机械稳定性，样品表面的分形维数越大，磨损后保留的分形结构越完整，与之对应的CA也越大，分形结构有效提高了65Mn样品表面的机械稳定性。

国家自然科学基金资助项目(51805356)；

1 试验设计与表征
1.1 试验材料
1.2 激光加工正交试验设计
1.3 样品制备及表征
1.4 分形维数的提取与计算
2 结果与分析
2.1 激光加工参数对表面润湿性的影响
2.2 仿生原型及加工前后样品表面形貌
2.3 表面分形结构与润湿性之间的关系
2.4 表面分形结构与机械稳定性之间的关系
3 结论

乔屹涛,张东光,张智泓.激光加工对65Mn超疏水表面分形结构机械稳定性的影响[J].太原理工大学学报,2022,53(05):846-853.DOI:10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2022.05.008.