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羟基磷灰石(Ca10（PO4）6（OH）,HA)是人体骨组织的主要无机成分,由于其良好的生物相容性,使其成为骨组织工程应用中理想的骨修复或替代材料。HA接近于骨骼中的无机矿物质,但其在形态、结构和组成上与人体骨差异较大且力学性能指标与人体骨不匹配,特别是较大的脆性限制了其在承重部位骨修复材料领域的广泛应用。通过引入增强体（莫来石纤维（MF）和碳纤维（CF））、基体掺杂改性（Mg掺杂HA）来制备HA基复合材料,能够获得组成与骨矿物质类似、性能与人体承重骨匹配的复合材料。本课题采用水热合成法制备了MF和HA复合粉体（MF-HA）、镁掺杂HA粉体（Mg-HA）,通过传统烧结和SPS烧结法获得了MF增强HA复合材料（MF/HA）和CF增强Mg-HA复合材料（CF/Mg-HA）。具体的研究内容和结果如下:（1）采用常压和热压烧结法制备了MF/HA复合材料。研究了烧结工艺对复合材料物相组成、微观形貌、力学性能和生物活性的影响,明确了复合材料的烧结行为和断裂模式。结果表明,常压烧结制备的MF/HAp在烧结过程中发生了化学反应并形成大量硅酸盐相。随MF含量的增加,MF/HAp复合材料的力学性能下降,但脆性断裂得到缓解;随烧结温度的升高,复合材料的力学性能增加,硬度和弯曲强度为191.87±12.11 HV和15.96±1.09 MPa,但脆性断裂更加明显。热压烧结下的MF/HAh复合材料主要由HA组成。随烧结时间的延长,MF/HAh硬度先增加后降低。压缩强度和模量呈现增加趋势,分别达到131.04±3.25 MPa和0.350±0.023 GPa,是MF/HAp的7.3和15.19倍。复合材料断裂模式从沿晶断裂转变为穿晶断裂,使其韧性得到提高,断裂韧性为1.38±0.08 MPa·m0.5,较纯HA陶瓷材料提高了约38%。此外,SBF实验表明,相同的浸泡时间下组织疏松的MF/HAp复合材料生物活性优于组织致密的MF/HAh复合材料,但随着浸泡时间的延长,MF/HAh中的HA有助于诱导磷灰石的形成,使得其生物活性优于MF/HAp。（2）采用水热合成法制备了不同掺杂含量的Mg-HA粉体,研究了Mg掺杂对HA晶体形貌、结构和烧结性能等方面的影响。HA晶粒形貌为六棱柱状,随着Mg含量的增加,形貌过渡为纳米短棒状,晶粒的长度和宽度从100和30 nm降低到50和20 nm左右。当掺杂含量为20%,纳米晶粒出现团聚。XRD结果显示随着Mg含量增加,衍射峰宽化且峰强逐渐降低,表明Mg取代部分Ca位点并进入HA的晶格。晶格常数a和c数值下降,分别为9.5353?和6.9456?,晶胞体积减小为546.905 nm3。（3）采用常压和放电等离子体烧结法（SPS）制备了Mg-HAp和CF/Mg-HA复合材料,探索了掺杂含量和烧结条件对复合材料生物力学性能的影响。结果表明,掺杂含量为10%时,1Mg-HA晶粒的融合效果和组织均匀性较优。随着Mg含量的增加,Mg-HAp硬度略有下降,弯曲强度先增加后降低。不同烧结方式制备的CF增强1Mg-HA复合材料（CF/1Mg-HA）中,CF基本都没有被氧化损坏。CF/1Mg-HAp组织疏松,纤维周围的基体出现分层。而CF/1Mg-HAs组织致密,纤维与基体紧密连接,使其断裂韧性被提高到2.90±0.22 MPa·m0.5,脆性指数为1.07±0.07μm-0.5。硬度和弯曲强度分别为316.63±3.84 HV和45.95±6.88 MPa,是CF/1Mg-HAp的3.70和2.64倍,力学性能均满足了承重骨的性能要求。体外生物学研究表明,Mg-HAp材料表面细胞生长情况良好,细胞的增殖和粘附随着培养时间的延长而增加。Mg含量的增加能够促进成骨细胞的分化。此外,不同烧结方式制备的复合材料均表现出良好的生物活性,成骨分化能力较强。与常压制备的复合材料相比,SPS制备的组织均匀且连通性较好的复合材料更有利于细胞的增殖和粘附。本课题的研究从纤维增强和基体掺杂改性两方面着手解决HA陶瓷作为植入材料应用的难点问题,对制备匹配人体承重骨的HA基人工骨复合材料具有重要的理论意义和应用价值,为HA基复合材料在骨组织工程方面的应用提供了重要指导。