钛合金表面能自发形成钝化膜以抵御表面腐蚀,被广泛用于水下装备。表面钝化膜容易受外界环境影响而破损失效,导致腐蚀速率加快,耐磨性能降低,如何提高钛合金表面耐磨耐蚀性能已成为钛合金材料研究热点。本文将光纤激光与电泳沉积技术相结合,在TC4钛合金表面制备微纳组合结构,以摩擦系数、腐蚀电位、腐蚀电流密度及疏水性等为优化指标,研究表面微纳组合结构耐磨耐蚀性能变化规律;并将微纳组合结构应用于鱼镖表面,通过水下射击及藻类黏附对结构耐磨耐蚀性能变化规律进行验证。本课题研究成果如下:（1）通过结构水下减阻仿真分析确定仿真结构为成年鲨鱼表皮盾鳞外轮廓,将其简化为四边形几何图形,采用光纤激光制备仿生四边形沟槽微结构。优化出仿生结构激光加工参数为:激光功率25 W,激光扫描速度100 mm/s,扫描次数15次。确定出耐磨耐蚀性能优异的四边形沟槽微结构角度为135°,与光滑表面相比,摩擦系数下降0.4,腐蚀电位正移0.299 V,腐蚀电流密度下降0.0425μA/cm2,此时表面耐磨性提高40%,耐蚀性提升6.82%。（2）利用电泳沉积法制备碳纳米管涂层复合材料,研究不同沉积参数对涂层表面分散性、摩擦系数、腐蚀电位及腐蚀电流密度的影响,获得最佳沉积工艺参数为:沉积电压30 V,沉积时间40 s,电解液超声时间2 h。与沟槽微结构表面相比,摩擦系数下降0.2,耐磨性提升33%,腐蚀电位正移0.167 V,腐蚀电流密度下降0.0069 μA/cm2,耐蚀性无明显提升。（3）将光纤激光与电泳沉积相结合,分工序进行微纳组合结构制备。在沟槽微结构表面沉积碳纳米管涂层,研究不同角度沟槽微结构对碳纳米管涂层性能影响规律,当四边形沟槽微结构角度为135°时,与单一碳纳米管涂层相比,耐磨性能提升25%,耐蚀性能提升10.52%;在碳纳米管涂层表面加工仿生沟槽微结构,发生激光熔覆碳纳米管,使其表面硬度提升了7.36%,且当沟槽微结构角度为135°时,结构内部的残余碳纳米管分布均匀且受激光热影响较小,耐磨耐蚀性能优异。与沟槽微结构表面及碳纳米管涂层相比,耐磨性分别提升58.3%和37.5%,耐腐蚀性分别提升6.45%和5.33%。因此通过微纳结构组合可以进一步提高钛合金表面耐磨耐蚀性能。（4）通过水下射击及藻类黏附对表面性能变化规律进行验证。以鱼镖为结构载体,在其表面加工四种尺度结构,利用水下射击以及藻类黏附实验进行验证,射击距离结果为:纳-微结构＞微-纳结构＞纳米涂层＞微米结构＞光滑表面,最大减阻率可达25.7%。藻类黏附质量结果:光滑表面＞微米结构＞纳米涂层＞微纳结构＞纳微结构,最小黏附质量约为0.108 g,与光滑表面黏附量相比减小了 37.93%。本课题在钛合金表面设计并制备了微纳组合结构,提高了表面疏水性及防污性,提升了钛合金水下耐磨耐蚀性能。同时,研究成果延续了表面改性的理论基础,将仿生结构与涂层相结合,有效地为水下装备体表面耐磨耐蚀问题提供了新思路。