激光創成微結構幾何精度與潤濕性能的關聯機制

關鍵詞：微結構；關聯機制；加工精度；疏水性；激光創成

中圖分類號：TG665；TH161

DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2025.07.004 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Correlation Mechanism between Geometric Accuracy and Wettability Performance of Laser-induced Micro-structures

NI Jing1 LU Die1MENG Zhen1* LIN Shaorong1 WANG Yang1 FU Yun2 1.School of Mechanical Engineering，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou，310018 2.Zhejiang Xizi Aviation Manufacturing Co.，Ltd.，Hangzhou，311222

Abstract： By comparing and analyzing the geometric accuracy and wettability of microstructures prepared with different laser pulse widths，the relationship between geometric accuracy and hydrophobicity was established. The results demonstrate that reducing the laser pulse width improves the geometric accuracy of microstructures and enhances their surface hydrophobicity. The picosecondlaser-fabricated microstructures with regular papillae arrays at the bottom region exhibit the optimal water-repellent properties.

Key words： microstructure; correlation mechanism； machining accuracy; hydrophobicity; laser induced

0 引言

疏水表面因具有自清潔、減阻、抗腐蝕和減摩等性能而成為航空航天、海洋船舶、生物醫療等領域的研究熱點[1]。材料的疏水性能受表面化學組成和粗糙度影響2，涉及流體力學、材料學、表面科學等學科，作用機制復雜。在材料表面制備微結構是改變表面疏水性能的重要途徑之一[3-4]激光加工因其效率高、可控性好、精度高等優點而廣泛用于材料表面微結構的加工[5]。微結構的幾何特征與激光加工參數對表面疏水性能有顯著影響，因此眾多學者研究激光技術與材料表面潤濕性能的關系[6-7]

早期研究通過對比不同類型的微結構潤濕性能來揭示形貌特征對疏水性能的支配作用。陶海巖[8]發現微溝槽（親水）與微柱狀結構（超疏水）的潤濕性差異源于固-液接觸模式的變化。基于這一發現，SONG等[9]通過調控納秒激光參數實現了Wenzel向Cassie-Baxter的表面潤濕狀態轉變。隨著仿生設計的引入，DONG等[1o]對比了凹槽狀微結構與仿生微結構在潤濕性的差異，發現紋理圖案的潤濕性展現出從超親水性到超疏水性的變化。CUI等[1]開發的蜂窩-荷花雙仿生結構在超疏水性能中融合抗破壞功能，標志著微結構設計從單一功能向復合性能的突破。

對于相同類型微結構，其尺寸對潤濕性能也具有顯著影響。李田[12]發現皮秒激光的掃描間距從 4μm 遞增到 10μm 時，鋁合金表面呈現超疏水-高黏附疏水-各向異性疏水的階梯式演變，證實了臨界尺度效應的存在。WANG等[13]發現增大圓形凹坑直徑、減小微溝槽寬度均可顯著提高液滴接觸角，但凹坑直徑對接觸角的影響占主導地位，這為幾何參數的量化調控提供了關鍵依據。

由于激光-材料的緊密關聯，工藝參數優化成為調控加工效率與性能穩定性的關鍵。占彥龍等[14]通過激光功率與掃描間距的多目標優化，實現了聚四氟乙烯（PTFE）表面疏水性的連續可控。孫集—[15]針對納秒激光系統，量化了功率密度、掃描速度、脈沖頻率對微結構尺寸和形貌特征的耦合作用規律，揭示了參數匹配誤差對表面均勻性的顯著影響。脈沖頻率與掃描速度的微小變化會通過熱累積效應顯著改變微結構形貌[16-17]，這解釋了早期研究中表面性能的波動。

此外，在激光加工環境中引入輔助介質為潤濕性能原位修飾提供了新方法。翟帥杰[18]通過實驗發現不同液相輔助的微結構表面疏水性能具有顯著差異。POU等[19]證明氣體氛圍的切換 可誘導表面氧化層厚度與化學成分變化，使接觸角從 31^° 變為 125^° 。

雖然已有研究取得了顯著進展，但成果多聚焦于單一變量對疏水性能的影響[20-22]，激光創成微結構的幾何精度與潤濕性能的多尺度耦合作用機制仍缺乏系統研究。為實現高疏水性微結構表面的激光制備，有必要開展激光加工微結構幾何精度與疏水性能關聯機制的研究。本文采用激光在M42高速鋼表面制備出相同幾何參數的溝槽陣列，分析不同制備工藝下的微結構尺寸精度與表面疏水性，探究制備工藝對表面疏水性能的影響機制。考慮粗糙表面接觸角模型，研究溝槽陣列底部粗糙度特征與疏水性的內在關聯，最終確定材料疏水表面設計依據。

1實驗設計與方法

1.1 微結構制備

1.1.1 樣品預處理

研究所用試樣材料為M42高速鋼，具體尺寸為 10mm×10mm×5mm 。制樣時，先打磨拋光試樣表面，再通過無水乙醇超聲清洗去除試樣表面的氧化層和雜質。清洗后的樣件使用無塵潔凈布擦拭，再加熱至 50^°C 并保溫 5min 。

1.1.2 表面微結構制備與后處理

為對比激光類型對制備精度的影響，采用3種脈寬（納秒、皮秒、飛秒）的激光在試樣表面制備間距 100μm 的微溝槽（尺寸為 8mm×100μm× 50μm） 結構陣列。多輪工藝實驗優化確定的激光加工關鍵參數組合如表1所示。為避免激光加工過程中表面的熔融物和雜質對微結構幾何精度的負面影響，在激光加工后利用無水乙醇超聲清洗試樣 15min 。超聲清洗后，迅速用無塵潔凈布擦拭，并在 50^°C 保溫 5min 。

1.2 表面形貌測量與表征

為精確表征制備精度，采用白光干涉儀測量制備微溝槽陣列的三維形貌，并提取溝槽寬度W、溝槽間距 L 、側壁傾角 θ 等微溝槽剖面參數，

表1激光的加工參數

Tab.1Processingparametersoflaser

選用差異較大的微溝槽底面算術平均粗糙度 Sa 表征微結構制備精度。為減少測量誤差，每個試樣在相同條件下測量3次，取測量均值作為最終結果。

1.3 潤濕性能測試與表征

為表征制備微結構的潤濕性能，通過懸滴法測量各試樣的固液接觸角。基于標準測試流程，采用接觸角測量儀獲取各試樣表面水的接觸角。為確保實驗環境的一致性，每個試樣在相同時間段內測量3次，將測量均值作為最終結果。

2實驗結果與分析

2.1 微結構幾何精度

2.1.1 激光加工工藝對微結構尺寸精度的影響

如圖1所示，3種激光制備的微結構皆呈現V形的原因是激光能量的高斯分布與激光的離焦效應。加工過程中，激光焦點中心的能量密度高，焦點兩側的能量密度低，這導致激光焦點中心的材料去除量大、兩側的材料去除量小，在材料表面形成V形結構[23]。隨著加工深度的增加，激光焦點逐漸偏離最初的加工表面。激光的能量密度隨離焦量的增加而逐漸減小，對微結構底部材料的去除效果減弱，進一步強化V形結構的形成[24]。

如表2所示，納秒、皮秒、飛秒激光加工的微結構溝槽側壁傾角依次減小，產生該現象的主要原因是激光加工的熱影響與激光的離焦效應。激光加工中，脈寬越小，熱影響區域越小，加工精度越高，在去除材料時能得到更均勻的結構，側壁更接近垂直面[25]。激光脈寬也影響激光的離焦量，隨著激光脈寬的減小，離焦量也減小，材料的去除效率提高，可加工出更接近垂直的側壁[26]

圖1激光加工微結構形貌Fig.1Laser-processed microstructure morphologies

表2激光加工微結構側壁傾角

Tab.2The sidewall inclination angleof laser-processed microstructures

微溝槽兩側壁的傾角存在差異的原因是激光的偏振效應[27]。激光束掃描加工微溝槽的過程中，隨著加工深度的增大，激光束與側壁間的夾角逐漸增大。根據菲涅耳定律，電場振動方向平行于入射平面，P偏振光在大入射角下具有更高的透射率和吸收率，導致能量集中作用于該側材料，形成更陡峭的側壁，如圖2所示。材料表面對S偏振分量的反射率較大，故反射光中S偏振分量占主導。S偏振分量的二次去除作用使另一側側壁傾角增大。因此，在P偏振分量和S偏振分量的共同作用下，微溝槽兩側壁傾角出現規律性的差異。

圖2激光偏振對加工側壁的二次燒蝕 Fig.2Laser polarization's effect on the secondary ablationofmachinedsidewall

2.1.2 激光加工工藝對微結構表面形貌的影響

3種脈寬激光加工的微溝槽底部形貌存在明顯差異。如圖3a所示，納秒激光加工屬于長脈沖加工即通過材料的受熱熔化或汽化去除材料，加工過程中，部分熔化的材料會重新凝固，形成重鑄層，因此微溝槽底部為不規則凹狀。皮秒、飛秒激光都屬于超快激光，兩者制成的微溝槽底部沒有出現熔融物堆疊，如圖3b、圖3c所示。皮秒激光加工過程中幾乎不存在能量的熱擴散，僅有少量材料處于熔融狀態，可視為以材料蒸發為主導的“固態等離子體轉化\"過程[28]。飛秒激光的脈沖寬度更小，材料在極短時間內迅速熔化、氣化，最終轉化為等離子體，可直接視為固體-等離子體躍遷過程[29]

圖3不同脈寬激光加工微結構的表面形貌觀測圖Fig.3 Surface morphologies of microstructures processedbylaserswith different pulse durations

3種激光加工的微溝槽底部的面粗糙度 Sa 也有顯著區別，如表3所示。飛秒激光加工中，微溝槽底部的 Sa 達到極低的水平 （0.10～0.13 μm） ，皮秒激光加工的 Sa（0.25～0.35μm） 意外地略高于納秒激光加工 （0.20～0.30μm） 。與納秒激光加工相比，皮秒激光加工形成的微溝槽底部雖在宏觀上更為規則和平整，但存在細微的乳突狀結構。這些乳突狀結構是皮秒激光加工粗糙度較大的關鍵原因。皮秒激光加工中，激光誘導的等離子體沖擊波作用在材料汽化的蒸汽上，產生極高瞬時壓力，導致熔融材料發生爆炸性噴濺，促使熔體在凝固過程中形成乳突狀微結構[30]。此外，皮秒激光作用于材料表面時產生強烈的馬蘭戈尼對流效應[31]。等離子體沖擊波引發的熔體爆炸性噴濺與馬蘭戈尼對流效應共同作用，促使大量的熔體通過堆疊形成乳突狀結構。飛秒激光加工微溝槽底部的兩側深度較大、中部略微隆起。這是由于掃描較快時，同一區域接收到的激光脈沖較少，材料表面熱效應不顯著，表面汽化和蒸發較少，激光與振鏡的不同步導致溝槽兩側的刻蝕深度顯著大于中部[32]。激光脈寬越小，獲取的微結構越平整，但小脈寬激光卻會因為其特殊的作用機理而在微結構表面形成更細微的粗糙結構，導致微結構底部的粗糙度有一定程度的增大。

表3不同激光工藝及參數制備微結構溝槽底部的粗糙度

Tab.3Bottom roughness of microstructure grooves made bydifferent laserpulse widths and parameters μm

2.2 微結構的潤濕性能

液滴體積小于 10μL 時，重力對液滴運動的影響可忽略不計[33]，因此研究統一采用 5μL 液滴測量試樣表面的靜態接觸角。如圖4所示，無微溝槽試樣表面呈現輕微的親水性，靜態接觸角為87^°±1^° ;有微溝槽的試樣表面均表現出疏水性，納秒、皮秒和飛秒激光制備試樣表面的靜態接觸角分別為 110^°±8^°，130^°±2^° 和 124^°±1^° 。皮秒和飛秒激光制備微溝槽表面的液滴接近球體，反映出微溝槽表面優異的疏水性。

圖4不同激光工藝制備微結構的試樣表面靜態接觸角Fig.4Static contact angle of sample surfaces formicrostructure madebydifferent laser processing

不同激光工藝制備的微結構潤濕性出現顯著差異的原因是，微溝槽內部形成的穩定空氣墊減小了固液界面直接接觸的面積，提高了疏水性能。進一步分析發現，微溝槽的底部形貌對疏水性也起重要作用。皮秒激光加工在溝槽底部形成的乳突結構與微溝槽共同形成一種新的跨尺度微納結構，增大了溝槽內截留的空氣量，阻止液體向溝槽內部的擴散，顯著提高試樣表面的疏水性[34]。如圖4所示，在皮秒和飛秒加工的微結構表面上，液滴呈現明顯的白色反射光，這表明微結構內部包裹了大量的空氣，使空氣和液滴的界面產生復雜的光線折射和反射[30]，再次驗證了皮秒與飛秒加工形成的微納結構對空氣的截留作用。

2.3 微結構幾何精度與潤濕性能的關聯機制

為進一步揭示微溝槽底部形貌與潤濕性能的 關聯機制，采用顯微相機俯拍液滴與試樣表面。 如圖5a所示，無微溝槽的試樣表面是完全潤濕狀 態，表現出一定的親水性，該現象滿足Wenzel理 論模型[35]

不同脈寬激光加工后的微溝槽底部表面形貌與疏水性能存在明顯差異。如圖5b所示，納秒激光加工的微溝槽底部為不規則凹狀結構，幾乎不存在氣泡，這表明該結構不能有效存儲空氣。依據Young潤濕性平衡理論[35]，物體的表面能顯著影響接觸表面的潤濕性能。固體的表面能越高，液滴越容易鋪展，親水性越強，接觸角越小。納秒加工的熔融沉積導致表面能分布不均，增大了工件局部的表面能。因此，雖然微溝槽結構增大了試樣表面粗糙度和液滴接觸角，但凹狀底部形貌和局部高表面能使得接觸角僅為 110^° 。

如圖5c所示，皮秒激光加工后的微溝槽底部形貌呈現出明顯的乳突狀結構，存在較多的氣泡，表明該結構能有效捕獲更多的空氣，液滴被截留的空氣層有效托起，使液體與固體之間的有效接觸面積減小。依據Cassie-Baxter模型[35]，乳突狀結構減小液體與固體之間的有效接觸面，增大液體與氣體之間的有效接觸面，液滴在加工后的微溝槽底部表面上形成的氣-固-液三相接觸狀態，使液滴表現出更強的疏水性，接觸角可保持在130^° 。

如圖5d所示，飛秒激光加工形成的微溝槽底部粗糙度最小，但呈現凸狀結構，雖存在一定的氣泡，但明顯少于皮秒制備的微溝槽。這表明凸狀結構捕獲空氣的能力弱于皮秒激光加工后的乳突狀結構，僅能在溝槽底部兩側較深的區域捕獲少量空氣。凸狀結構使液體與固體的有效接觸面減小，增大了接觸角，使整體的氣體-固體接觸面積比例較小，接觸角略小于皮秒激光加工表面，維持在 124^° 。

圖5液滴與工件表面的接觸方式

Fig.5The contact mode between droplets and workpiece surfaces and its schematic diagran

3結論

1）隨著激光脈寬的減小，微結構的幾何精度逐漸提高。納秒激光加工的側壁傾角最大，皮秒激光次之，飛秒激光加工的側壁傾角最小。此外，受激光偏振效應影響，同一微溝槽的左側壁傾角大于右側壁傾角。

2）納秒激光加工的熱效應強，導致溝槽底部呈凹狀結構且熔融現象明顯，表面粗糙度較大；皮秒激光加工的微溝槽底部無熔融沉積，但出現的乳突狀結構使表面粗糙度最大；飛秒激光加工的表面粗糙度最小，但溝槽底部呈現凸狀結構。

3）微溝槽底部形貌顯著影響液滴接觸角，但微溝槽表面總體上呈現疏水性。底部形貌為乳突狀的微溝槽由于空氣存儲性能較強而具有最大接觸角（約 130^° ），凸狀結構次之（約 124^°? ，凹狀結構的接觸角最小（約 110^° ）。

4）微結構底部形貌與表面潤濕性能存在密切關聯。乳突狀形貌能有效捕獲空氣，從而顯著提高材料表面的疏水性能；凸狀形貌雖然也具有良好的疏水性能，但空氣捕獲能力不及乳突狀形貌；凹狀形貌及熔融現象導致空氣捕獲能力最差，抑制了疏水性能的增強。

參考文獻：

[1]付佳俊，劉超，宋昕蓉，等.激光仿生制備超疏水碳化硅表面及功能化特性研究[J].中國激光，2024，51（20） ：2002204.FU Jiajun，LIU Chao， SONG Xinrong，et al. LaserBionic Fabrication of Superhydrophobic Silicon Car-bide Surface and Investigation of Functional Proper-ties[J].Chinese Journal of Lasers，2024，51（20）：2002204.

[2]TANG Mingkai， HUANG Xingjiu，YU Jingui，etal. The Effect of Textured Surfaces with DifferentRoughness Structures on the Tribological Propertiesof Al Alloy[J]. Journal of Materials Engineeringand Performance，2016，25（10）：4115-4125.

[3］牛贏，王壯飛，焦鋒，等.表面微結構對材料性能影響的研究現狀與展望[J].現代制造工程，2023（1）：146-153.NIU Ying，WANG Zhuangfei， JIAO Feng， et al.Research Status and Prospect of the Effect of Sur-face Microstructure on Material Properties[J].Modern Manufacturing Engineering，2023（1）：146-153.

[4]倪家偉，曹自洋，潘杰，等.鎳鈦合金表面微納結構構建及其疏水性能研究［J].機床與液壓，2024，52（4） ：44-49.NI Jiawei， CAO Ziyang，PAN Jie， et al. Study onConstruction of Micro-nano Structure and Hydro-phobicity of Ni-ti Alloy Surface[J]. Machine Toolamp; Hydraulics，2024，52（4）：44-49.

[5]李文軒，段海濤，李國政，等.激光表面織構技術調控材料摩擦學性能的研究進展[J].表面技術，2024，53（9）：85-101.LI Wenxuan，DUAN Haitao，LI Guozheng，et al.Research Progress in Controlling Material Tribolog-ical Properties by Laser Surface Texture Technology[J].Surface Technology，2024，53（9） ：85-101.

[6]李杰，王宇科，石文天，等.激光構建超疏水表面的研究進展[J].化工進展，2025，44（3）：1432-1444.LI Jie，WANG Yuke，SHI Wentian，et al. ResearchProgress in Constructing Superhydrophobic Surfacesby Laser Processing[J]. Chemical Industry and En-gineering Progress，2025，44（3）：1432-1444.

[7]張茂，易川云，楊化雨，等.激光紋理化調控材料表面疏水性能研究進展[J].精密成形工程，2023，15（4） ：153-163.ZHANG Mao，YI Chuanyun，YANG Huayu， et al.Research Progress on Hydrophobicity of MaterialSurfaces Regulated by Laser Texturing[J]. Journalof Netshape Forming Engineering，2023，15（4）：153-163.

［8］陶海巖.飛秒激光固體材料表面微納結構制備及其功能特性的研究[D].長春：長春理工大學，2014.TAO Haiyan. Fabrication and Properties Researchesof Femtosecond Laser Induced Micro/Nano Struc-tures on Solid Surface[D]. Changchun： ChangchunUniversity of Science and Technology，2014.

[9]SONG Juanjuan，WANG Deren，HU Leyong，etal. Superhydrophobic Surface Fabricated by Nanose-cond Laser and Perhydropolysilazane[J].AppliedSurface Science，2018，455：771-779.

[10]DONG Jialin，LIU Yang，PACELLA M. SurfaceTexturing and Wettability Modification by Nanose-cond Pulse Laser Ablation of Stainless Steels[J].Coatings，2024，14（4） ：467.

[11］CUI Xiaobin， JIAO Yunxiu，GUO Jingxia，et al.Reconciliation and Performance of Dual-bionic Mi-crostructure on Tool Surface [J]. InternationalJournal of Mechanical Sciences，2024， 282：109616.

[12］李田.金屬表面皮秒激光紋理刻蝕工藝及潤濕性能研究[D]．武漢：華中科技大學，2017.LI Tian. A Study on Process Technology and Sur-face Wettability of Picosecond Laser TexturingMetal[D]. Wuhan：Huazhong University of Scienceand Technology，2017.

[13］WANG Rong，BAI Shaoxian. Influence of LaserGeometric Morphology Type on SiC Surface Wet-tability[J]. Science China Technological Sciences，2016，59（4）：592-596.

[14]占彥龍，李文，李宏，等.激光微加工技術制備浸潤性可控聚四氟乙烯超疏水表面[J].高分子材料科學與工程，2018，34（4）：147-151.ZHAN Yanlong，LI Wen，LI Hong，etal.Fabri-cation of Polytetrafluoroethylene SuperhydrophobicSurface with Controllable Wettability by Laser Mi-cromaching Technology[J].Polymer MaterialsScience amp;. Engineering，2018，34（4）：147-151.

[15］孫集一.納秒激光加工鋁基超疏水表面制備及性能研究[D]．哈爾濱：哈爾濱商業大學，2024.SUN Jiyi. Preparation and Properties of Superhy-drophobic Surface of Aluminum Processed by Nan-osecond Laser[D]. Harbin： Harbin University ofCommerce，2024.

[16］HOU Shuangshuang，HOU Yanyan， XIONGPingxin，et al. Formation of Long- and Short-peri-odic Nanoripples on Stainless Steel Irradiated byFemtosecond Laser Pulses[J]. Journal of PhysicsD：Applied Physics，2011，44：50-54.

[17]CAKIR F H. Enhancing the Adhesive BondingStrength of Ti₆Al₄V Sheets with Fiber Laser Texturing[J]. International Journal of Adhesion andAdhesives，2022，114：103117.

[18］翟帥杰.表面織構液相輔助激光制備及摩擦性能研究[D].新鄉：河南科技學院，2023.ZHAI Shuaijie. Study on Liquid-phase AssistedLaser Preparation and Friction Properties of Sur-face Texture[D]. Xinxiang：Henan Institute of Sci-ence and Technology，2023.

[19]POU P，del VAL J，RIVEIRO A，et al. LaserTexturing of Stainless Steel under Different Processing Atmospheres： from Superhydrophilic toSuperhydrophobic Surfaces [J]. Applied SurfaceScience，2019，475：896-905.

[20]楊丁槐.微溝槽特性對不銹鋼織構化表面摩擦特性影響研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2019.YANG Dinghuai. Investigation of the Influence ofMicrogroove Property on Tribological Property ofStainless Steel Textured Surface[D]. Harbin： Har-bin Institute of Technology，2019.

[21]鄭博源，底月蘭，王海斗，等.激光加工制備金屬基體超疏水表面的研究進展[J].材料導報，2020，34（23）：23109-23120.ZHENG Boyuan，DI Yuelan，WANG Haidou，etal. Research Progress in Preparation of Super-hy-drophobic Surface of Metal Matrix by Laser Pro-cessing[J].Materials Reports，2020，34（23）：23109-23120

[22]陳彤.人工髖關節表面微凹槽潤濕性與減摩性研究[D].天津：天津理工大學，2023.CHEN Tong. Wettability and Anti-friction of Mi-cro-grooves on the Surface of Artificial Hip Joint[D]. Tianjin： Tianjin University of Technology，2023.

[23］ ZHAO Wen， ZHANG Jing，YU Zhou，et al.Effects of Bioinspired Leaf Vein Structure on Bio-logical Properties of UV Laser Patterned TitaniumAlloy[J].Surfaces and Interfaces，2023，38：102785.

[24］劉克，劉子源，陶海巖，等．飛秒激光制備可調控鋁合金表面微溝槽結構研究[J].長春理工大學學報（自然科學版），2022，45（3）：6-13.LIU Ke，LIU Ziyuan，TAO Haiyan，et al. Re-search on Femtosecond Laser Fabrication of Ad-justable Micro-groove Structure on Aluminum Al-loy Surface[J]. Journal of Changchun University ofScience and Technology （Natural Science Edition），2022，45（3）：6-13.

「25］王廣安.音玉珠．倪曉武.等 離焦量對空氣中納秒激光打孔效率的影響[J].中國激光，2007，34（12）：1621-1624.WANG Guangan， ZHANG Yuzhu，NI Xiaowu，LU Jian，et al. Effect of Deviation Distance to Fo-cal Spot on Nanosecond-pulsed-laser Drilling Ratesin Air[J].Chinese Journal of Lasers，2007，34（12）：1621-1624.

[26］謝明鋒，吳勇華，閆永君，等.激光參數對陶瓷微孔加工質量的影響[J].現代制造工程，2023（6）：78-84.XIE Mingfeng，WU Yonghua，YAN Yongjun，etal. The Influence of Picosecond Laser ProcessingParameters on the Quality of Micropore Punchingon Alumina Ceramic[J]. Modern ManufacturingEngineering，2023（6）：78-84.

[27]郭楊.激光誘導微射流輔助燒蝕制備單晶碳化硅微結構研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2023.GUO Yang. Research of Laser Induced MicrojetAssisted Ablation for Microstructure Fabricationon single Crystal Silicon Carbide[D].Harbin：Har-bin Institute of Technology，2023.

[28]汪幫富，張永康，王中旺，等．飛秒激光制備 PM-MA表面微結構的作用機理和潤濕性研究[J].激光與紅外，2020，50（9）：1057-1064.WANG Bangfu， ZHANG Yongkang， WANGZhongwang，et al. Study on the Mechanism andWettability of PMMA Surface Microstructure Prepared by Femtosecond Laser[J]. Laser amp; Infra-red，2020，50（9）：1057-1064.

[29］肖蒲廬，陳觀華，陳宇，等．飛秒激光織構鈦合金表面形貌及潤濕性研究[J].中國激光，2023，50（16）：1602208.XIAO Pulu，CHEN Guanhua，CHEN Yu，et al.Morphology and Wettability of Titanium AlloySurface Textured by Femtosecond Laser[J]. Chi-nese Journal of Lasers，2023，50（16）：1602208.

[30］何婉盈，姚鵬，褚東凱，等.鈦表面微凹凸織構的激光加工及其細胞黏附研究[J].中國激光，2022，49（10） ：1002605.HE Wanying，YAO Peng，CHU Dongkai， et al.Fabrication and Cell-adhesion Evaluation of LaserAblated Microprotrusion or Microgroove on Tita-nium［J].Chinese Journal of Lasers，2022，49（10）：1002605.

[31］王鵬飛.模具表面微織構的激光加工及其摩擦磨損性能研究[D].濟南：山東大學，2023.WANG Pengfei. Friction and Wear Properties ofLaser Processed Micro-textured Die Surfaces[D].Jinan：Shandong University，2023.

[32]BRANDON S，HAIMOVICH N，YEGER E，etal.Partial Wetting of Chemically Patterned Sur-faces：theEffectofDrop Size[J].Journal ofColloidandInterfaceScience，2003，263（1）：237-243.

[33] 李元可，魏昕，汪永超，等.皮秒激光加工工藝對微溝槽表面的疏水性研究[J].激光技術，2022，46（3）：301-306.LI Yuanke，WEI Xin，WANG Yongchao，et al.Study on Hydrophobicity of Micro-groove SurfacebyPicosecond Laser Processing[J]. Laser Tech-nology，2022，46（3）：301-306.

[34] 郭永剛，吳云飛，朱東坡，等.織構幾何參數對超疏水鈦合金表面潤濕性的影響[J].表面技術，2024，53（22）：180-190.GUO Yonggang，WU Yunfei，ZHU Dongpo，etal.Effect of Texture Geometric ParametersonWettability of Superhydrophobic Titanium AlloySurface[J].Surface Technology，2024，53（22）：180-190.

[35] 曹祥康，孫曉光，蔡光義，等.耐久型超疏水表面：理論模型、制備策略和評價方法[J].化學進展，2021，33（9）：1525-1537.

CAO Xiangkang，SUN Xiaoguang，CAI Guangyi，etal.DurableSuperhydrophobic Surfaces：Theoret-ical Models，Preparation Strategies，and Evalua-tion Methods[J].Progress inChemistry，2021，33（9）：1525-1537.

（編輯張洋）

作者簡介：倪敬，男，1979年生，教授、博士研究生導師。研究方向為集成電路、航空航天與核電風電裝備制造工藝、人工智能化（加工與裝配精準建模、精確設計和精密調控）。發表論文120余篇。E-mail：nj2000 @ hdu.edu.cn。蒙臻*（通信作者），男，1986年生，副教授、碩士研究生導師。研究方向為航空材料及核心構件的高性能制造、制造過程建模仿真、制造過程監測調控。發表論文20 余篇。E-mail;mengzhen@hdu.edu.cn。

本文引用格式：

倪敬，盧蝶，蒙臻，等.激光創成微結構幾何精度與潤濕性能的關聯機制[J].中國機械工程，2025，36（7）：1423-1429.NIJing，LUDie，MENGZhen，etal.CorrelationMechanismbe-tween Geometric Accuracyand WettabilityPerformanceofLaser-induced Micro-structures[J].China Mechanical Engineering，2025，36（7）：1423-1429.