背景 激光表面织构化是一种先进的表面工程技术，研究证实其可有效提高涂层结合强度，在等离子喷涂领域具有替代传统的喷砂预处理、省略粘结层的潜力，从而解决因喷砂造成的基体表面开裂、夹砂等问题，并优化等离子喷涂工序。但目前该领涂层结合强度提升幅度有限，且缺乏不同织构形貌的影响及沉积机理的研究。目的 对比不同织构形状对等离子喷涂Ni基涂层的结合性、成形及断裂机理的影响，验证仿生正弦织构的可行性、优越性。分析熔滴在不同织构内的铺展规律，为表面织构化与等离子喷涂的复合应用提供理论借鉴。方法 设计了仿生正弦型、凹坑型、直线型、凹坑-直线型、凹坑-正弦型、正弦-直线型6种织构化表面并在进行了涂层制备，基于ASTM 633标准进行涂层结合强度拉伸测试研究织构形状对涂层结合性能影响。针对熔滴因微尺度性、快速性不便于实验研究的问题，利用Flow 3D 建立熔滴填充微织构的数值模型，研究了熔滴填充织构的铺展规律。结果 织构形状对涂层结合强度有重要影响，仿生正弦织构表面涂层结合强度最大且高于50.0MPa，比喷砂试样提高25%，所有复合织构表面的涂层的结合强度均低于正弦织构；微观断面分析表明，仿生正弦织构化表面涂层的断裂机理受层间断裂主导，仅在织构间的平面区域存在轻微生界面断裂；仿真分析显示，熔滴主要通过基体散热，其温度场垂直于织构化表面向熔滴内逐渐升高。无边缘凸起的织构较有边缘凸起的织构散热速度要快约0.7μs，凹坑织构散热速度最慢，计算结束时其最高温依然高于熔滴液相线约44.7K。基体最高温度主要分布于织构边缘凸起顶端、基体平面与织构内壁的拐点以及织构内壁上的凸点位置。有边缘凸起正弦织构的凝固熔滴由中间向两侧逐渐变薄，熔滴在无边缘凸起织构外部呈规则的圆盘状，凹坑织构底部存在“空腔”特征。结论 仿生正弦织构对提高涂层结合强度具有优越性；平面区域的存在不利于结合强度的提高；镍基涂层与织构化表面为机械结合；织构边缘凸起的存在对提高喷涂质量也是有利的。在织构设计提高涂层结合强度过程中应该综合考虑织构形状、涂层结合方式、涂层成形质量、相对接触面积等因素。