医用TA3纯钛作为常见的医用金属材料,在医学领域已经得到了广泛的应用和研究。然而人体内生理环境和力学条件较复杂,植入体长时间服役后会发生腐蚀磨损及断裂等失效形式,给患者造成极其严重的生理和精神创伤。因此,改善医用TA3纯钛的抗腐蚀磨损及力学性能至关重要。激光冲击强化技术（LSP）是利用冲击波的力效应来改变金属材料表面性能的一种新型技术,区别于传统表面改性技术,它具有改变金属材料表面的微观组织并产生更大、更深层次的残余压应力等优势,可显著提高金属材料的耐磨性和力学特性。本文主要以医用TA3纯钛植入体为研究对象,对其进行激光冲击强化处理,并通过表面完整性测试、摩擦磨损试验和室温拉伸试验,探讨不同激光冲击参数对医用TA3纯钛植入体表面完整性、耐磨损及力学性能的影响。本文主要研究内容如下:（1）医用TA3纯钛植入体激光冲击强化实验及其表面完整性研究。采用不同激光脉冲能量和激光冲击次数的工艺参数组合对医用TA3纯钛试样进行激光冲击强化处理,借助应力测定仪、显微硬度计、白光干涉仪和金相显微镜等设备,探讨激光冲击强化前后医用TA3纯钛植入体表面及深度方向残余应力、表面及深度方向显微硬度、表面粗糙度、三维形貌以及微观性能变化。实验结果表明:采用不同激光能量和冲击次数对医用TA3纯钛表面进行强化处理,其表层晶粒明显细化且分布均匀,残余应力、显微硬度和粗糙度等均增加。其中,残余压应力最大值为-401.3 MPa;随着深度增加,残余应力和硬度值逐渐减小,最终与基体保持一致,其中最深残余压应力影响层可达960μm,最深硬化层可达1100μm。（2）激光冲击强化医用TA3纯钛植入体耐磨损性能研究。以改良型SBF模拟体液作为润滑剂,利用MSR-2T往复摩擦磨损测定仪对冲击前后试样进行摩擦磨损实验,通过考察医用TA3纯钛磨痕宽度和深度、磨损体积、摩擦系数以及磨痕形貌等典型特征参数和特征形貌的变化,研究激光冲击强化处理对医用TA3植入体摩擦磨损性能的影响。结果表明:在改良型SBF模拟体液的润滑状态下,试样的磨痕宽度和深度、磨损体积、磨损率和摩擦系数均随着激光脉冲能量和激光冲击次数的增加而呈下降趋势。其中,磨痕宽度从0.839mm减少到0.724mm,最大减幅为13.71%;磨痕深度从0.0204mm减少到0.011mm,最大减幅为46.08%;磨损体积从0.11415 mm~3下降到0.0531mm~3,最大减幅为53.48%;磨损率最大减幅为53.51%;平均摩擦系数最大减幅为37.68%,展现出良好的减摩效果。可见,激光冲击强化处理可显著提高医用TA3纯钛在改良型SBF模拟体液环境中的摩擦磨损性能。（3）激光冲击强化医用TA3纯钛植入体力学性能研究。借助GHS50K型万能试验机对#0～#5号拉伸试样进行拉伸测试,利用SEM观测不同激光脉冲能量和不同激光冲击次数LSP处理后拉伸试样断口形貌的演变规律。拉伸试验结果表明:随着LSP能量和次数的增加,医用TA3纯钛的室温抗拉强度增大,即TA3纯钛的拉伸性能更优,但塑性有所下降。最大抗拉强度可由468.2MPa增加到521.6MPa,增幅为11.41%;而延伸率由46.88%下降到36.01%,下降了23.19%。拉伸断口形貌分析结果表明:原始试样断口存在大量的撕裂棱、韧窝和微孔,且韧窝尺寸较大,深度较深,分布不均。经过不同能量及次数激光冲击强化处理后,医用TA3纯钛断口表面韧窝分布更加均匀、尺寸变小且深度变浅;微孔尺寸也变小,深度变浅。激光冲击强化处理可以显著提高医用TA3纯钛植入体的力学性能。