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β相钛钼(β-TiMo)合金具有密度低、强度高、抗冲击性强,膨胀系数小,耐热性强、耐腐蚀、生物相容性好等优异性能。多孔钛合金的研究一直是国际上的研究热点,然而微纳米多孔钛合金的制备工艺与性能的研究报道很少。本论文研究了微纳米多孔β-Ti15Mo合金,其中包括致密β-Ti15Mo合金,微纳米多孔β-Ti15Mo合金,以及具有微/纳米分级多孔结构的β-Ti15Mo合金的制备工艺,组织结构与性能。采用机械合金化(MA)与放电等离子烧结(SPS)工艺制备了致密化Ti15Mo合金。研究结果表明:Ti与Mo粉在MA时间为40 h时,可以得到颗粒度在25μm的TiMo合金粉末,XRD结果里没有纯Ti与Mo的峰,Mo固溶到了 Ti的晶格中。SPS烧结温度在80℃及以上,成型压力在50MPa时,合金的物相为致密的β相Ti15Mo合金,致密度均达到99.05%以上。最佳SPS烧结温度为850℃,所制备的Ti15Mo合金的硬度为5.15 GPa,弹性模量为116.11 GPa。采用MA与SPS工艺制备了致密均匀的(TiMo)1-xCux母合金体系,研究了 Mg粉包覆无压SPS固态脱合金法制备微纳米多孔钛钼合金的工艺与机制。研究结果表明:(TiMo)1-xCux母合金的最佳的SPS烧结温度为830℃压力50 MPa保温时间为10 min。采用Mg粉包覆SPS无压烧结在600℃下保温30 min可以将母合金中的Cu脱出到Mg粉中去,在稀硝酸中短时腐蚀后即可得到微纳米多孔的β-TiMo合金。固相脱合金过程是以元素扩散为主导的机制:过量镁粉包覆状态下在厚度方向上Cu原子逐渐向Mg粉中扩散并形成MgCu相,同时少量Mg原子也会反扩散入母合金内部Cu留下的空位中,经过原子级别的结构重构形成了 TiMoMg致密体,经酸腐蚀掉Mg后,形成稳定的TiMo三维多孔结构。N2吸附实验表明,其比表面积为28.96 m2.g-1,纳米孔径范围为3.42-50 nm,也有微米孔的存在平均孔径为1109 nm。通过控制母合金中Cu的含量30-50 at%,可以得到孔隙率为34.47-55.12%的微纳米多孔合金,纳米压痕测试表明其弹性模量呈线性降低趋势在10-30 GPa之间。此外,结合造孔剂的使用,制备了微/纳米分级多孔结构的钛钼合金。研究结果表明:在SPS烧结温度700℃,50 MPa,保温10 min的条件下利用NaCl(40-60 vol%NaCl)作为造孔剂制备了钛钼铜多孔母合金;然后在850℃保温20 min进行热处理获得完全的β相组织;最后用Mg粉包覆进行脱合金处理。SEM结果表明在200 μm的大孔孔壁上存在着3-50 nm的纳米孔,从而形成了三维分级多孔结构的TiMo合金支架。压缩实验表明在孔隙率大于50%时,最高抗压强度达72.57 MPa。模拟体液SBF浸泡碱热处理后的分级多孔TiMo合金支架表明,大孔的基础上进一步纳米化分级孔,由于比表面积和表面的粗糙度增加,更有利于提高磷灰石的沉积能力。