金刚石因其具有良好的力、电、热、光等性能而广泛应用于精密光学仪器、机械加工及电子元件等领域中。由于金刚石具有极高的硬度和热稳定性,导致金刚石材料在加工过程中存在加工效率低、工具损耗大等一系列加工难题,极大限制了金刚石材料的进一步应用。而传统硬碰硬的机械加工方法加工质量差、加工周期长,长脉冲激光又由于脉冲宽度长、功率密度低,不可避免存在能量累积,导致长脉冲激光加工过程中出现明显的热损伤。飞秒激光因脉宽极短、单脉冲能量极高的特性,能够有效克服长脉冲激光加工的热影响,对于高熔点和超硬材料的精密加工具有显著优势,在单晶金刚石加工方面,少有学者进行研究。鉴于上述情形,本文搭建了一套以超短脉冲飞秒激光器作为光源的单晶金刚石烧蚀加工试验平台,并针对单晶金刚石开展了一系列烧蚀试验研究,在单晶金刚石上进行了成型烧蚀加工,并开展了正负前角单颗粒的滑擦对比试验。具体工作如下:(1)介绍了金刚石材料加工的难点以及飞秒激光加工技术的特点和应用,阐述了激光加工金刚石材料和飞秒激光加工的研究现状。搭建了一套由飞秒激光器、2D扫描振镜、位移运动平台、视频显微镜、计算机等部分组成,适用于单晶金刚石烧蚀加工的试验平台。(2)设计单脉冲和多脉冲累积烧蚀阈值试验,开展了飞秒激光器烧蚀加工单晶金刚石的烧蚀阈值的试验研究。采用直线拟合的方法计算出单晶金刚石材料的单脉冲烧蚀阈值和多脉冲累积烧蚀阈值,研究了多脉冲作用下单晶金刚石烧蚀阈值的变化规律。(3)基于单一变量的试验原则,分别研究激光平均功率、光斑重叠率和扫描次数对单晶金刚石烧蚀结构的表面质量、烧蚀深度及宽度的影响规律,获得了最优飞秒激光烧蚀工艺参数组合(激光平均功率为11.1W、光斑重叠率为61.9%、循环扫描次数为100),在单晶金刚石上制造出具有良好表面质量的凹形结构。(4)通过激光分层成型烧蚀加工,在金刚石磨粒上加工出正前角结构,并制造出具有正前角磨粒的金刚石砂轮。开展了单颗粒正负前角YG8硬质合金的滑擦对比试验,对比了单颗粒正负前角滑擦试验结果,分析了划痕的表面形貌差异,间接地验证采用正前角金刚石磨粒磨削时能够显著降低法向磨削力,改善硬脆材料的表面质量。