钛合金由于良好的耐磨性和耐蚀性,弹性模量接近天然骨等优点,可作为医用植入体的首选材料。但合金本身的生物惰性,限制了其与骨组织整合的能力。采用等离子体电解氧化技术（Plasma electrolysis oxidation,PEO）,通过调节电解质溶液组成等参数来制备接近于人体Ca/P的复合陶瓷膜层,已成为医用植入体表面改性研究领域的热点。本文选取Ti-13Nb-13Zr钛合金为研究对象,采用PEO技术在不同电解质溶液体系下进行钛合金表面改性。研究了电解质溶液组成对膜层微观结构、Ca/P和性能的影响。分析了人工模拟体液（SBF）对膜层的腐蚀机理,HA/TiO2复合陶瓷膜层的生长机理以及EDTA-2Na对HA/TiO2复合陶瓷膜层的润湿机理。通过比较不同电解质溶液组成对膜层微观形貌和性能的影响,得到了制备HA/TiO2复合陶瓷膜层的最佳Ca/P梯度（Ca/P-30g）。研究结果表明,该HA/TiO2复合陶瓷膜层为典型的蜂窝状微孔结构,物相组成主要为Anatase相,在（112）晶面表现出择优取向,最大厚度可达195μm,且Ca/P≈1.660。但复合膜层的接触角值为81.00°,亲水性较弱。Ca/P-30g膜层表现出了最佳的耐磨性和耐生物腐蚀性。与基体相比,其摩擦系数由0.83降低至0.19,腐蚀电位由-0.174 V升高至0.394 V,腐蚀电流密度由8.670×10-6A/cm-2降低至6.109×10-7A/cm-2。通过对HA/TiO2复合陶瓷膜层的生长机理和腐蚀机理研究发现,膜层会在放电效应下产生熔池,Ca TiO3相会在熔池中结晶长大形成HA。在SBF中,膜层通过化学反应和物理吸附不仅能有效促进HA的形成,而且能使块状的HA转变为球状,均匀分布在微孔处。此外,研究发现添加EDTA-2Na可以进一步改善HA/TiO2复合陶瓷膜层的润湿性能。EDTA-2Na可以促进（300）衍射晶面的HA相,但其对膜层的耐磨性和耐蚀性无较大影响,抑弧作用和水溶性络合物的形成显著改善了膜层的致密性和润湿性。结果表明,4g/L浓度下EDTA-2Na的络合效果最佳,Ca/P≈1.668。与Ca/P-30g膜层相比,接触角CA值降低了74.69%,仅为20.50°,表现为极强的亲水性。分析得出,EDTA-2Na由于亲水性基团和水溶性络合物的吸附作用使润湿效应呈典型的Cassie-Wenzel混合模型。膜层中均匀分布的HA颗粒通过物理屏蔽效应有效阻碍了腐蚀介质的进入,从而使HA/TiO2复合陶瓷膜层性能得到进一步改善。