钛合金具有较好的生物相容性、耐蚀性和力学性能,但呈生物惰性,因此对钛合金进行表面改性处理以提高其生物活性具有重要的科学研究价值。本文采用从俄罗斯引进的微弧氧化装置,在Ti6Al4V表面制备具有生物活性的陶瓷层。研究工艺参数对陶瓷层表面形貌、成分及性能的影响;并且,利用模拟体液(SBF)对陶瓷层进行体外生物活性试验,探讨其表面生成羟基磷灰石(HA)的沉积机理与成长过程。本文采用醋酸钙-磷酸二氢钠和醋酸钙-六偏磷酸钠两种电解液体系,在Ti6Al4V表面制备了含钙磷的活性涂层。实验结果表明:该涂层是一种多孔状、与基体结合牢固、具有陶瓷特性的复合膜层;陶瓷层中的相成分主要是金红石、锐钛矿及具有生物活性的CaTiO3等相。处理时间和电解液浓度对陶瓷层表面孔隙率及陶瓷层中的钙磷元素原子比都有不同程度的影响。处理时间和电解液浓度的增加会引起陶瓷层表面粗糙度及厚度的增加。采用盐雾实验研究陶瓷层的耐蚀性发现:微弧氧化处理的时间和电解液浓度对陶瓷层的耐蚀性有很大影响。模拟体液培养是检测材料生物活性最基本的实验方法。对微弧氧化陶瓷层进行模拟体液培养,结果表明:采用微弧氧化技术在钛合金表面制备的陶瓷层,可以通过模拟体液培养获得HA,该涂层表面的钙磷元素含量比培养前有很大提高。HA优先在一些有缺陷的位置如裂纹、孔洞中形核长大;涂层表面首先形成球状或颗粒状HA晶体,然后进一步长大成团聚状或棒状的HA晶体。培养后HA涂层中的Ca/P达到1.70接近人体骨骼中1.67的Ca/P。