纳米材料因其独特的结构和优异的性能备受关注,但由于制备技术的限制,很难研制出理想的纳米材料涂层。随着纳米材料研究的深入和纳米技术的发展,将表面涂层技术和纳米材料相结合成为必然,从而通过提高材料表面性能来提高材料的整体性能。　　 本文通过激光冲击处理技术在纯铝(Al)基体上制备了纳米SiC涂层研究,对激光冲击纳米涂层过程进行了有限元模拟分析,通过扫描电镜观察了纳米涂层表面微观结构特征,评定和分析了纳米涂层的显微硬度、纳米硬度、残余应力、耐磨性和表面粗糙度等性能。通过此表面改性技术不但可以将纳米材料的独特性能赋予传统材料,也可优化传统表面处理工艺,获得优异性能和独特结构的表层,同时为在纳米尺度上系统研究工艺、结构和性能之间的关系提供依据。主要研究结果如下:　　 1.理论分析了激光冲击机理和冲击波作用下材料的动态响应,并提出了激光冲击纳米颗粒的运动速度总公式。利用有限元数值模拟研究了激光冲击纳米颗粒动态运动的过程,模拟不同激光能量对纳米颗粒运动的影响以及残余应力场的分布。　　 2.在有限元分析的基础上进行了激光冲击制备纳米SiC涂层实验研究,观察了纳米涂层表面形貌。结果表明,强激光冲击波对团聚的纳米SiC颗粒起到了一定的分散作用。利用黑漆加铝箔作为双吸收层时,嵌入Al基体的纳米SiC颗粒较多,单位面积的纳米颗粒含量较多;而利用黑漆加黑胶带作为双吸收层时,纳米SiC颗粒具有更好的分散性,分布较均匀,纳米团聚较少。　　 3.激光冲击注入纳米SiC颗粒涂层表面显微硬度相对原始纯Al提高了近40%:纳米硬度和弹性模量均显著提高;激光冲击纳米涂层表面残余应力状态由拉应力状态转变为压应力状态,随着激光能量的增加,残余压应力逐渐增加并趋于饱和;激光冲击纳米涂层试样的摩擦系数低于激光冲击和原始纯Al样品,耐磨性较未处理样品大幅提高,将近5倍;激光冲击纳米涂层试样表面粗糙度随着激光能量的增加而增大,过大的粗糙度会使材料的性能降低。因此采用合适的激光能量制备纳米涂层可在不破坏基体结构的同时,提高材料的性能。