为了改善Ti6Al4V合金的生物活性、提高骨愈合速度,本文利用微弧氧化技术在Ti6Al4V合金表面制备了含钙、磷的多孔TiO2膜,研究了处理电压和Ca/P比对膜层组织结构和相组成以及后续的热处理和碱热处理对膜层生物活性的影响,并对羟基磷灰石(HA)的沉积机理与生长过程进行了研究。主要研究结果如下:(1)利用微弧氧化技术可在Ti6Al4V合金表面制备富含Ca和P的氧化膜层,氧化膜表面由粗糙不平、多孔的熔融状物组成,有的孔洞相互连通,孔径可达几微米。微孔孔径和膜层厚度都随阳极电压增大而逐渐增大;微弧氧化膜层主要由金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2组成,阳极电压对相组成没有明显影响。微弧氧化处理使钛合金的耐磨性和耐腐蚀性得到了明显提高。(2)随着Ca/P比的增大,微弧氧化膜表面的微孔孔径变大,金红石型TiO2的相对含量增加。当Ca/P达20:1时,膜层内有CaTiO3、弱结晶的羟基磷灰石和非晶相形成。随着Ca/P比的增大,微弧氧化膜诱导磷灰石沉积的能力明显增强,说明微弧氧化膜表面非晶峰的出现,促进了磷灰石晶核的形成。(3) 400℃的热处理使微弧氧化膜(Ca/P=1:1,400/100V)中金红石相相对含量增加、晶体取向更加明显、生物活性得以改善。这主要由于金红石(101)晶面和羟基磷灰石(0004)的结构非常匹配,降低了形核功,从而有利于羟基磷灰石的生长。(4)碱热复合处理使微弧氧化膜(Ca/P=1:1,400/100V)表面呈微孔网状结构和大量CaTiO3相形成。而钛酸钙相的水解有利于诱导磷灰石相的形核,从而使膜层生物活性得以改善。