自19世纪机械密封问世以来，机械密封的技术进步已相当可观。但是，随着可允许排入环境中密封液体量标准的提高，传统的接触式机械密封，因为其自身的缺陷，已不能满足日益增长的高性能要求，需要探索新的密封方法，研发新型机械密封产品。为此，零泄漏非接触式高性能机械密封孕育而生。本文以实现机械密封的非接触与减少泄漏为目标，提出在密封环端面进行微观凹腔设计加工，运用理论与试验相结合的方法，研究其中涉及的一些关键问题。主要内容如下。　　一、理论方面。首先分析了零泄漏非接触式机械密封在理论上的可行性。并由此推断，机械密封环表面规则的以微坑形式存在的表面微结构，可被用来提高与其相配环表面的润滑性能和密封性能；然后，对比分析了几种微造型加工方法，表明激光表面微造型技术在此领域的应用优势；接着，应用CFD软件Fluent，对环端面凹腔机械密封的润滑性能进行了数值模拟，模拟结果表明，凹腔及周围区域能产生流体动压效应。　　二、试验方面。首先运用激光微造型的加工设备，并采用“单脉冲同点间隔多次”特殊加工方法，加工制备了微造型机械密封环样品；然后，通过试验对密封和摩擦性能进行分析，对造型环以及未造型环在这方面性能上的差异进行对比试验研究。结果表明：表面凹腔造型密封在一定工况范围内无泄漏，密封性能和摩擦性能要明显优于未造型的机械密封。但是也存在一定的不足：低压时摩擦小而泄漏量较大，高压低速时泄漏量小而摩擦较大。