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TiNi形状记忆合金因其独特的形状记忆效应和优异的力学性能而在生物医用材料领域得到应用,但是作为医用金属材料,高的弹性模量以及表面惰性使得TiNi合金容易产生植入松动失效。从仿生学的角度考虑,多孔材料在强度、刚度及重量方面具有最合理的组合,同时多孔性有利于诱导骨组织的长入,使植入物的固定更安全、更可靠。本文采用了简单的气氛保护元素粉末冶金技术制备多孔TiNi形状记忆合金,对各项工艺参数对合金性能的影响进行了系统的研究,并建立了多孔TiNi合金压缩变形时简单的力学模型。研究结果表明: 采用氩气保护元素粉末冶金的方法,可以制备综合性能良好的多孔TiNi形状记忆合金:用-300目的Ni粉和-300目的Ti粉混合4h,在100MPa的压力下压制成型,氩气保护气氛下980℃烧结8h获得的多孔TiNi合金孔隙率为45%,平均孔径130μm,抗压强度677MPa,抗弯强度247MPa,压缩模量11.2GPa,可回复应变高于2%。粉末粒度越小,合金孔隙率越小,平均孔径也越小。压制压力增大,烧结产物孔隙率和平均孔径下降,抗压强度和抗拉强度均提高,压缩模量增加。提高烧结温度,合金的平均孔径下降,孔隙率先升后降,抗压强度、抗弯强度和压缩模量都随烧结温度的提高而提高; 980℃烧结时,平均孔径随烧结时间先降后升,然后再下降,孔隙率随烧结时间先升后降,压缩强度、抗弯强度和压缩模量随时间增加而增加。烧结时间延长,孔隙的内壁变光滑,孔隙连通性变好。980℃烧结8h以上的多孔TiNi合金存在TiNi(B2),TiNi(B19?)、Ti2Ni,TiNi3、Ti3Ni4等几种金属间化合物,烧结时间低于4h,合金存在单质Ni,扩散不充分。氮气和氢气不适合用作制备多孔TiNi合金的保护气氛。采用孔隙形状因子Fs hape和FR CE可以较好的表征合金孔隙形状的状况。多孔TiNi合金的孔隙分布具有分段的分形特征,其临界孔径在60～140μm的范围内。多孔TiNi合金的孔隙分布的整体分形维数在1～3之间,随着平均孔径的增大,分形维数是降低的。多孔TiNi在0.9%NaCl溶液中的耐腐蚀性能较致密TiNi合金差。多孔TiNi合金的保护电位明显低于致密TiNi合金,其钝化电流较致密TiNi合金高近一个数量级,有明显的缝隙腐蚀特征。极化阻力的测试结果也表明多孔TiNi合金腐蚀速度较致密TiNi合金大,界面电容高于致密TiNi合金。离子溶出实验表明:随着浸泡时间的增加,多孔TiNi合金试样和致密试样的溶出速度都是下降的; 而且至浸泡的后期,溶出速度都达到平稳且处于比较低的水平; 浸泡初期,多孔试样的溶出速度比致密试样的要高。动物实验结果表明:多孔TiNi合金与骨组织结合紧密,骨整合性良好,骨组织长入孔隙内部,植入体与骨组织属于生物固定结合。