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极端润湿性作为仿生学的一种特殊现象,在自清洁、抗结冰结霜、流体减阻、金属耐腐蚀、油水分离、微流控芯片等领域发挥着重要的作用而受到研究人员的广泛关注。钢作为合金的一种,因其低廉的价格和可靠的机械性能、力学性能而成为当代社会使用最广泛的金属之一。轴承钢是具有硬度高、耐磨性好、热加工性能好、接触疲劳性好等特点被广泛应用于各种制造业中,因此,在轴承钢基体上制备极端润湿性表面具有重要的研究价值。目前钢基体极端润湿性表面的制备方法有限,且存在环境友好性差、成本高和工艺复杂等问题。针对上述问题,本文提出基于钢的钝化特性,利用中性电解液通过电化学加工工艺制备极端润湿性表面,并对其性能及应用进行探讨。论文通过自行设计制作的特殊夹具,以轴承钢GCr15为阳极,黄铜为阴极在中性、经济的硝酸钠（NaNO3）电解液中进行电化学加工,通过构建表面钝化膜层构筑极端润湿性表面所需的微纳米复合结构。电化学加工后的表面显示超亲水极端润湿性,经氟硅烷乙醇溶液处理后展现出超疏水极端润湿性。借助扫描电子显微镜对钝化膜微观结构进行观察,证明表面微观形貌为“破裂”台状微纳米二元复合结构。借助X射线光电子能谱分析仪、X射线干涉仪、傅里叶红外光谱仪和能谱仪对试样表面的化学成分和晶体结构进行分析对比,结果表明:试样表面晶体结构在电化学加工前后无显著区别;钝化膜是一种多层复合膜,其表层为Fe及Cr的+2价氢氧化物和羟基氧化物,内层的致密结构主要由Cr2O3组成;超疏水基体表面存在自组装的低表面能氟硅烷分子层,而普通基体表面则没有。试验获得的超疏水GCr15轴承钢表面具有极佳的时效性,放置一年后仍具有优异的超疏水性。论文还研究了电化学加工参数（电流密度和电化学加工时间）对轴承钢基体微观形貌和表面润湿性的影响。结果显示,电流密度对轴承钢基体表面微观结构影响较大,在低电流密度下,微观结构主要以微米级结构为主,随着电流密度的增加,微米结构逐渐“破裂”成纳米结构,形成微纳米二元复合结构;电流密度对基体表面润湿性影响较大,在较大的电流密度(i≥3 A·cm-2)下才可得到水接触角大于150°的表面;电化学加工时间对基体表面润湿性影响较小,在恰当的电流密度下(i=5 A·cm-2),仅加工2 s便可得到水接触角大于150°的超疏水极端润湿性表面。此外,论文还研究了GCr15极端润湿性表面在抗结冰和油水分离方面的应用。结果表明,具有超疏水性的GCr15表面可显著降低过冷液滴在表面的驻留时间,从而抑制水滴结冰,表现出优异的抗结冰性能。预先激光打孔的超亲水GCr15钢基体具有水下超疏油特性,可实现重力驱动下的油水分离,分离效率可达97%以上。