本文针对传统碳钢手术刀的生物相容性差、容易生锈、锋利度差、带电荷等缺点,将石墨烯（GNPs）引入到3Y-TZP/Al2O3复合材料中,成功制备了具有优异力学性能和较好生物相容性的3Y-TZP/Al2O3/GNPs陶瓷手术刀,并对其切割性能进行了测试,研究了不同的切割参数对于手术刀的切割力的影响。此外,在手术刀刀刃上制备了表面微织构,研究了表面微织构对手术刀切割力的影响,并分析了飞秒激光加工参数对手术刀表面微织构形貌的影响。采用SPS-HF双电源等离子烧结工艺制备了3Y-TZP/Al2O3/GNPs陶瓷手术刀具材料,研究了烧结温度以及GNPs含量对刀具材料力学性能、相对密度以及微观结构的影响。着重分析了烧结位移曲线与力学性能之间的关系,研究了GNPs含量对刀具材料晶粒尺寸的影响。实验结果表明,添加少量的GNPs能够提高刀具材料的抗弯强度和断裂韧性,但添加较多的GNPs反而会降低刀具材料的抗弯强度。当烧结温度为1400℃、保温5min、烧结压力为30Mpa时,添加0.2wt%GNPs的刀具材料YAG0.2取得最优综合力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别为857±10Mpa和12.70±0.16Mpa·m1/2,相对密度为98.7±0.2%。同时,GNPs的添加有利于提高刀具材料的致密性,但会降低刀具材料的维氏硬度。随着GNPs含量的逐渐增加,刀具材料中氧化锆的晶粒尺寸逐渐减小,添加的GNPs能够抑制晶粒的生长。此外,还对3Y-TZP/Al2O3/GNPs陶瓷刀具材料进行了生物相容性测试,利用结肠癌细胞（caco-2）进行了细胞毒性实验,利用金黄色葡萄球菌进行了刀具材料的抗菌性测试。通过测试分析发现,3Y-TZP/Al2O3/GNPs手术刀具材料不具备细胞毒性,对caco-2细胞的生长没有明显的影响。随着刀具材料中GNPs含量的逐渐增加,可以观察到刀具材料周围的细胞生长状态仍然保持良好。通过caco-2细胞的活性染色荧光图可以看到,其与刀具材料长时间接触后,caco-2细胞的死亡数量并没有出现明显变化,细胞的死亡率趋于稳定,这说明较低含量的GNPs不会影响caco-2细胞的增殖生长。3Y-TZP/Al2O3/GNPs陶瓷刀具材料具备一定的抑菌效果,特别是YAG0.2刀具材料,其抑菌率达47.35%,抑菌效果显著。以陶瓷手术刀YAG0.2为研究对象,研究了飞秒激光的加工参数对其表面微织构形貌的影响,并进行了切割性能实验研究,分析了手术刀切割角度、切割速度及其表面微织构对切割力的影响。实验结果表明,激光加工功率比为80%,脉冲宽度为2000ms,离焦量为30μm时,刀具表面微孔的形貌较好,边缘比较光滑,微孔的直径约为30μm,与设计尺寸相一致。当功率较大,脉冲宽度较低或者离焦量较低进行加工时微孔边缘出现许多的熔融物,无法保证微孔边缘的平整与光滑,加工质量较差。在手术刀切割硅胶组织的过程中,较大的切割角度以及较低的切割速度有利于降低手术刀的破裂切割力。当切割角度为40°,切割速度为100mm/min时,手术刀的破裂切割力最小,达到4.10N。随着切割速度的增加,破裂切割力会出现不同程度的增加,增加的趋势与所切的硅胶组织的破裂位移的变化趋势相一致。随着手术刀刀面微织构的密度从0%增加到10%,手术刀的破裂切割力出现比较明显的降低趋势。但是随着微织构密度的进一步增大,手术刀的破裂切割力出现增大的趋势。当微织构密度为10%时,手术刀的破裂切割力达到最小值,其数值为3.65N。